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jueves, 11 de agosto de 2011

Termodinámica para la canícula (i)

-¿Termo qué? 
-¡Este hombre está loco!
-¡Si es que estos calores no son buenos!
Por orden: Termodinámica. Sí, un poco. Cierto, estos calores no son buenos, y de siempre se ha intentado mitigar sus efectos.

La termodinámica (del griego termo, calor y dinamis, fuerza), comienza a desarrollarse durante el siglo XIX. El aumento de la mecanización y la construcción de máquinas, como la de vapor, hace necesario correlacionar magnitudes como la energía térmica y la potencia mecánica, para poder avanzar en el diseño más eficiente de las mismas.
Más adelante, se hace patente que la termodinámica, entendida como el estudio de las variaciones de energía, es aplicable a otras ramas de la Ciencia y no sólo a la ingeniería mecánica.
Mucho más podemos decir acerca de la Termodinámica, pero creo que hasta aquí es más que suficiente para una tarde de verano.
Una tarde de verano en la que, por ejemplo, agradecemos un ventilador. Su aire fresquito...-¡Un momento! El aire de un ventilador no está fresquito. Está a la misma temperatura que la habitación. ¿Qué ocurre entonces?
Un mecanismo de defensa de nuestro cuerpo es producir sudor para bajar nuestra temperatura corporal. El sudor se evapora y... -¡Disculpe! El sudor es agua ¿no? 
-Sí, agua con otras cosillas disueltas (urea como producto de desecho, también se mezcla con el sebo de la piel...).
-Pero ¿el agua no hierve y se evapora a 100°C ? (nomenclatura para grado centígrado).
-También. Pero ¿a qué los charcos se secan en invierno y no se alcanzan esas temperaturas?
-Púes llevas razón.
Veamos qué ocurre y en qué ayuda el ventilador.

Moléculas de agua. Fuente: Wikipedia.
El agua, la que nos bebemos,es un líquido compuesto por agrupaciones de oxígeno -O- e Hidrógeno -H- que denominamos moléculas y que representamos como H2O (2 átomos de hidrógeno por cada uno de oxígeno)
Y es un líquido porque las moléculas de agua (1 átomo (rojo) de oxígeno y 2 átomos de hidrógeno (blancos)) se hallan unidas unas a otras para conseguir la situación más estable en esas condiciones de presión y temperatura. ¡Apareció la termodinámica!
¿A que ustedes no se suben a un sofá a la pata coja y con un brazo hacia arriba mientras que con el otro dibujan círculos en el aire? Púes el agua tampoco. Busca un estado "cómodo" energéticamente hablando.
Y así unas moléculas unidas a otras forman el líquido que nosotros vemos.
Pero ¿Qué ocurre en la superficie del líquido? Por decirlo de alguna manera, las moléculas de la superficie están rodeadas por otras moléculas de agua por todos lados, menos por uno. ¡Je! En esa situación las moléculas, que no vayan a pensar ustedes que están quietecitas sino moviéndose constantemente, pueden aumentar su energía, en este caso cinética (debida al movimiento), y "romper" la unión con la "masa" de agua. Esa molécula acaba de evaporarse. Y en ese evaporarse ha consumido una energía que se trasnforma en una disminución de temperatura de la masa de agua. Disminución de temperatura que se compensa a costa del calor de nuestro cuerpo. 
tomada de http://lasjarillas.blogspot.com/
Y eso es lo que hace el ventilador. Ayudar a nuestras moléculas de agua, las de nuestro sudor, a evaporarse, alejándolas y dejando a otras moléculas para que puedan pasar al estado gaseoso. 
Es decir: el mecanismo de un botijo.