LA HISTORIA DEL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA Y SUS IMPLICACIONES DIDÁCTICAS

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LA HISTORIA DEL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA Y SUS IMPLICACIONES DIDÁCTICAS

La relación entre el calor y el trabajo y la introducción del concepto de energía.

1850, idea de considerar el calor como una forma de energía, como la energía cinética asociada al movimiento de las moléculas de la materia.

1849, el calor se podía producir de manera inagotable haciendo un trabajo de fricción y que por lo tanto la energía se degradaba, mientras que Carnot suponía que el calórico siempre se conservaba.

1840 cuando la ciencia deriva de la relación entre trabajo y calor, por primera vez, el concepto de energía como una función general de los sistemas que les permite hacer trabajo. Definición limitada, de entrada, a la ‘fuerza viva' (energía cinética) y a los cambios mecánicos y que, irá evolucionando hasta llegar a definirla como la capacidad de los sistemas para hacer transformaciones

1840, establecen una relacióncuantitativa de equivalencia entre el trabajo y el calor, y comienza a introducirse el concepto de energía diferenciándolo de fuerza y a abandonarse el modelo del calórico.

1824, se habla de "calor" cuando se refiere al proceso de transferencia de energía térmica de un cuerpo a otro que está a diferente temperatura. En cambio, reserva la palabra "calórico" para designar a lo que hoy denominamos como "energía interna" del sistema material por estar a una temperatura dada.

La hipótesis del calórico y su cuestionamiento.

La mayor o menor atracción entre las partículas de calórico y de las sustancias explicaba la diferente capacidad calorífica de éstas.

Calor: se entendía como algo que se intercambiaban los cuerpos a diferente temperatura hasta llegar al equilibrio térmico. Así pues, el calor se definió relacionándola con la variación de temperatura y la masa del cuerpo calentado o enfriado.

Temperatura: definió operacionalmente la temperatura de un cuerpo como el número que marcaba el termómetro puesto contacto con él

División de concepto de temperatura y calor

Contribución de la Termodinámica a la interpretación energética de las reacciones químicas: el concepto de entalpía de un sistema.

En particular, en su publicación Essai de mechanique chimique fondée sur la termochimie publicada en Paris en 1879, resume en tres principios sus concepciones sobre la interpretación energética de por qué ocurren las reacciones químicas:

III. El principio de máximo trabajo: Cada cambio químico realizado sin la acción de energía externa tiende a producir un cuerpo o un conjunto de cuerpos con el máximocalor posible

II. El calor absorbido o liberado en un cambio químico (aislado) depende exclusivamente del estado inicial y final del sistema y no de los estados intermedios.

I. El trabajo molecular o el calor obtenido en el proceso químico es una medida del trabajo físico y químico hecho en el curso de la reacción. Y es una medida de la afinidad química.

Julius Thomsen en 1854 explicitó la idea de que el calor liberado era realmente una medida de la afinidad química

En 1840 Hess asume la hipótesis de Lavoisier y estudia más detenidamente el calor de reacción cuando mide el calor de dilución de disoluciones acuosas de ácido sulfúrico de diferentes concentraciones añadiéndoles partes alícuotas de agua pura.

Contribución mecanicista de Boltzmann a la Termodinámica

la contribución de Boltzmann con la visión microscópica de la denominada entonces termodinámica especial (actualmente, mecánica estadística) fue convergente con la visión macroscópica aportada por los termodinámicos generales y ayudó a consolidar el cuerpo teórico de la termodinámica como ciencia moderna.

Se aceptaba la energía y la conservación de la energía como realidades últimas y no como un conocimiento hipotético. La polémica más notable entre Boltzmann y Ostwald tuvo lugar en la 76 reunión anual de la Sociedad Alemana de Científicos y Físicos celebrada en Lübeck en 1895 (Boltzmann, 1986).

1866, Boltzmann desarrolló un nuevo método estadístico en procesos donde hay gran número de partículas mediante el que explica el concepto de entropía que había sidointroducido por Clausius el año anterior