La Termodinámica de Nuestra Vida

No cabe duda de que la ciencia ha sufrido grandes cambios en nuestra historia. Hemos descubierto tantas cosas e intuimos tantas otras, teorizamos sobre posibilidades, damos por hecho leyes que adaptamos con el paso del tiempo, descubrimos cosas nuevas cada día que amplían nuestros conocimientos o los niegan rotundamente, en definitiva evolucionamos y todo está sujeto a dudas. Todo excepto la Termodinámica.

Termodinámica viene del griego “termo” que significa “calor” y “dinámico” que significa “fuerza” y describe cómo los sistemas macroscópicos responden a los cambios en su entorno. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor. En esencia, estudia la circulación de la energía y cómo ésta infunde movimiento a partir de la temperatura, presión y volumen e incluye una magnitud llamada Entropía, que mide el orden y el estado dinámico de los sistemas.

Desde que la descubrimos la venimos aplicando a una amplia variedad de temas de ciencia e ingeniería, como motores, transiciones de fase, reacciones químicas, e incluso a los agujeros negros. Los resultados de la termodinámica son esenciales para la química, la física y la ingeniería, en definitiva, toda nuestra tecnología se basa en sus 3 leyes.

1ª Ley de la Termodinámica:

Es el principio de conservación de la energía y se define como: La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Viéndola desde mi punto de vista de amante de la Astrofísica significa que, toda la energía que contiene el Universo siempre es la misma y simplemente se va transformando. Lo que antes formaba parte de una estrella, ahora forma parte de nosotros y de cuanto nos rodea.

2ª Ley de la Termodinámica:

Esta ley indica la dirección en la que deben darse los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen o que un vaso que cae al suelo y se rompa en mil pedazos, pueda volver a unirse lanzando de nuevo los pedazos al aire) y se define como: En un sistema aislado la entropía nunca disminuye o su valor siempre es mayor que cero -Entropía es el grado de desorden de un sistema-.

3ª Ley de la Termodinámica:

Esta ley viene a decir que si llevamos un proceso al cero absoluto (cosa imposible) su entropía sería cero. Es tanto como decir que los sistemas cuanto más fríos son, más ordenados. Un gas tiene las moléculas sueltas, chocando unas con otras. Un líquido tiene las moléculas más juntas y menos libres y un sólido –un cristal por ejemplo- tiene las moléculas tan juntas y apretadas que apenas tiene entropía.

Basándonos en estas 3 leyes hemos creado nuestra civilización tecnológica. Nuestros medios de transporte, los edificios en los que vivimos, los puentes, los ordenadores, las sondas que enviamos a otros planetas, las máquinas, las fábricas, el aire acondicionado, las reacciones químicas de nuestros fármacos, la calefacción, e incluso al cocinar nuestra comida aplicamos estas leyes.

Y cabe decir que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.