Hemos decidido aprender termodinámica de forma fácil.

Hemos planteado la duda de si era posible construir una máquina térmica que fuese capaz de convertir con rendimiento total un flujo de calor en trabajo.

Esta duda estaba volviendo locos a los científicos del momento, que no comprendían por qué estas máquinas se comportaban de una forma y no de otra.

¿Dónde estaba la duda?

Pues la duda estaba en comprender por qué para que haya una transferencia espontánea natural de calor de un sistema termodinámico a otro, el primero tiene que estar a mayor temperatura que el segundo.

¿Por qué no puedo inventarme una máquina térmica que funcione sin combustible?

Yo quiero una super máquina que coja calor de los alrededores, independientemente de su temperatura, y me lo convierta en trabajo.

No se conseguía nunca, y había que buscar un por qué.

La persona que dió el primer empujón al respecto fue el señor Sadi Carnot.

Él imaginaba una propiedad de la materia que fluía como el agua de una altura alta a una más baja.

Como una cascada de agua cayendo pero nunca subiendo.

Para Carnot, el calórico de las cosas era una cosa invisible que iba de las temperaturas altas a las bajas.

Se preguntó si podría idear una máquina que lleve el calórico de temperaturas bajas a temperaturas altas.

En la analogía de un molino, sería una máquina capaz de subir por el segundo lado lo que baja por el primero.

Carnot tenía claro que el límite natural de la máquina más eficiente, sería aquella que pudiese subir tanta agua por un lado como la que cae por el otro lado, sin desperdiciar nada durante el proceso.

Es decir, una máquina térmica que funcionase igual de bien en un sentido que en el otro.

Con esta idea en mente, enunció:

Ninguna máquina o combinación de máquinas puede tener el efecto de hacer correr más calor hacia temperaturas elevadas que hacia temperaturas bajas.

Su obsesión por idear la máquina perfecta, le llevó a idear el conocido Ciclo de Carnot.

Y este, nunca tendría un rendimiento del 100%.

Pero no solo eso, es que cualquier máquina real, por mucho que se hiciera intentando simular al máximo este ciclo, nunca llegaba a alcanzar el mismo rendimiento que en la teoría.

Más tarde, el señor Clausius, basándose en los resultados de Carnot, enunció una cosa tal que así:

Es imposible que una máquina autónoma, sin ayuda de algún agente externo, transfiera calor de un cuerpo a otro más caliente.

Se observó que el concepto de entropía, la relación entre el calor transferido y la temperatura a la que se transfiere, no permanecía constante cuando se hacían máquina térmicas reales, a diferencia de lo que pasaba en el ciclo ideal de Carnot.

Siempre había un aumento de entropía.

¿Qué dice la segunda ley de la termodinámica?

Nos cuenta una cosa aparentemente bastante sencilla:

La entropía del Universo siempre está creciendo.

Para entender esa ensalada de palabras primero hay que entender los ingredientes que la componen.

  • La entropía: Ver artículo: ¿Qué es la entropía?
  • Del Universo: De todo lo que existe.
  • Siempre: Hoy, ayer, mañana, pasado, etcétera.
  • Está creciendo: Después es más grande que ahora. Y des-después es más grande que después.

Todos los procesos reales irreversibles de la realidad real suceden con un aumento de entropía en el Universo.

Y si no es así, no suceden.

Entropía en estados de equilibrio

Con esto, se aprendió que todo estado de equilibrio de un sistema termodinámico cerrado, lleva asociado el valor máximo de entropía posible para ese estado.

Todos los procesos espontáneos o naturales conducen a un estado más entrópico.

Y cuando se alcanza el estado de equilibro total o estado de entropía máxima, dejan de suceder cosas, hasta que se imponga un nuevo desequilibrio.

Muerte térmica del Universo

Esta es una teoría consecuente al segundo principio.

Afirma que si la entropía del Universo aumenta constantemente tendiendo a un estado de equilibrio, llegará un momento cuando pase un tiempo super mega largo en que se alcance este super estado de equilibrio y el Universo deje de funcionar, porque ya está todo relajado y perfectamente equilibrado.

Pero mientras llega ese día podemos dedicarnos a saltar la comba y comer bocadillos porque no hay que perderse en las ideas.