La teoría cinética de los gases

Damos un paso más en este post hacia la completa explicación de las leyes de la termodinámica. Nos detenemos brevemente en la teoría cinética de los gases, es decir en la teoría que indica que los gases se componen de partículas separadas unas de otras y con espacio libre entre ellas, las cuales además, están en movimiento continuo. Dicha velocidad es variable de unas partículas a otras aunque hay una velocidad media.

La teoría cinética de los gases
A pesar de conocerse a Kelvin como uno de los fundadores de la termodinámica, los científicos de su época, y él especialmente, eran todavía científicos universales, es decir, personajes estudiosos de todos los fenómenos relacionados con la naturaleza de nuestro universo, o filósofos naturales. En esa línea, Kelvin, dedujo de la segunda ley de la termodinámica y del concepto de entropía conclusiones relevantes sobre el Sol y la Tierra y, especialmente sobre las edades de éstos componentes de nuestro sistema planetario. La vida en nuestro planeta es posible, a pesar de la segunda ley de la termodinámica y del enfriamiento continuo que supone la entropía, porque el Sol manda continuamente energía de la que vivimos. Esto lo llevó a pensar sobre la finitud de nuestro universo, es decir sobre la existencia de un principio y un final. Lo cual a su vez lo dirigió hacia el cálculo de la edad del Sol y la posible duración de su existencia, cálculos que resultaron enormemente reducidos, y, por supuesto erróneos. Fueron, de hecho, mucho menores que los establecidos en aquellas fechas de mitad del siglo XIX por los geólogos. Le faltó sin duda conocer la relación entre materia y energía que formuló años después Einstein, con su famosa ecuación, Energía=masa por la velocidad de la luz al cuadrado.

Los evolucionistas, como luego veremos, prestaron gran atención a estas explicaciones, resultando esta interrelación entre materias aparentemente muy distintas algo muy relevante para las tesis que se mantienen en este blog sobre la adquisición de conocimientos y sobre su interrelación.

Estos temas de la edad de la tierra lo enfrentaron al gran físico alemán Hermann von Helmholtz (1821-1894) y lo relacionaron con dos científicos desafortunados como el médico alemán Julius Robert von Mayer (1814-1878) y el ingeniero escocés John Waterston (1811-1883), cuyas obras fueron no fueron entendidas cuando se realizaron, se perdieron y cayeron en el olvido. El primero descubridor temprano de la ley de conservación de la energía y de la intercambiabilidad de todas las formas de calor y energía, y el segundo, creador de la idea de que la energía se distribuye entre los átomos y las moléculas de un gas según unas reglas estadísticas, es decir, “que no todas las moléculas tienen la misma velocidad sino que hay una gama de velocidades distribuidas según reglas estadísticas en torno a una velocidad media”.

Esto último nos sirve de entrada a las siguientes grandes aportaciones en el terreno de la termodinámica y de la naturaleza atómica de la materia que vendrían de la mano de dos personajes notabilísimos del siglo XIX: James Clark Maxwell (1831-1879) y Ludwig Boltzmann (1844-1906).

Se trata de la teoría cinética de los gases (o explicación de las características de los gases por el movimiento de sus átomos y moléculas) y la mecánica estadística (o el comportamiento del movimiento de los átomos y moléculas de acuerdo con reglas estadísticas).

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Doctor Ingeniero del ICAI y Catedrático de Economía Aplicada, Adolfo Castilla es también Licenciado en Económicas por la Universidad Autónoma de Madrid, Licenciado en Informática por la Universidad Politécnica de Madrid, MBA por Wharton School, Master en Ingeniería de Sistemas e Investigación Operativa por Moore School (Universidad de Pennsylvania). En la actualidad es asimismo Presidente de AESPLAN, Presidente del Capítulo Español de la World Future Society, Miembro del Alto Consejo Consultivo del Instituto de la Ingeniería de España, Profesor de Dirección Estratégica de la Empresa en CEPADE y en la Universidad Antonio de Nebrija.

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