HISTORIA DE LA TERMODINÁMICA

Una de las diferencias brísicas entre la evolución del hombre y la de los demás animales es que el hombre transforma su medio ambiente tratando de adaptarlo a sus necesidades, mientras que los animales se adaptan a la Naturaleza, todo ello mediante el tanteo de nuevas soluciones y la selección natural de las buenas, es decir, mediante el aprendizaje.

El hombre también empezó a transformar su entorno mediante tanteos, pero con el tiempo aprendió a generalizar la experiencia de los sucesos favorables y comunicarlos a otros hombres, surgiendo así el mecanismo de la herencia científica, que hace innecesaria la repetición de los tanteos, y que se diferencia de la simple experiencia en que lo que se comunica no son hechos sino teorías.

El procedimiento de tantear nuevas teorías sigue siendo la base del método científico para el estudio de la Naturaleza y su transformación en provecho del hombre. Las teorías sirven para predecir los hechos; si la realización de algún ensayo no desvirtúa la teoría, es razonable suponer que la generalización que ella presupone es aceptable hasta que no aparezca algún nuevo hecho que la invalide y exija de una nueva teoría, o de una versión mejorada de la anterior, para incluir esos nuevos fenómenos no contemplados en la antigua.

Para transformar el mundo que le rodea, el hombre necesita conocimiento y energía. El hombre primitivo estaba supeditado a la satisfacción de sus necesidades diarias para la supervivencia, pero con el tiempo aprendió que muchos de los fenómenos de su interés seguían ciertas regularidades en el espacio y el tiempo (algunas difíciles de delimitar, como la duración del año solar), que le podían permitir planificar su aprovechamiento. Las grandes desviaciones ocasionales de estas regularidades (tales como derrumbamientos, inundaciones, vendavales e incendios) debieron ser atribuidas a perturbaciones en las fuerzas controladoras: la tierra, el agua, el aire y el fuego.

Este modelo de los cuatro elementos constitutivos de la Naturaleza fue defendido por Heráclito (-500 a.c.), Empédocles (=400 a.c.) y Aristóteles (=300 a.c.) La falta de entendimiento de estos fenómenos y la necesidad de adaptarse a las circunstancias, dio origen a muchas de las teogonías prehistóricas, en un desesperado intento de procurarse el favor de tan extraordinarias fuerzas (dioses).

Poco a poco fue aprendiendo a utilizar en su beneficio de forma regular los "cuatro elementos" antes mencionados, desarrollando el conocimiento de las fuerzas "naturales" para provecho propio, empezando por diseñar herramientas sólidas que permitiesen un uso más efectivo de su fuerza física, construyendo embarcaciones, utilizando la fuerza de los animales de tiro, la energía del viento, y descubriendo métodos de hacer fuego y procedimientos para su mantenimiento y control. Las primeras aplicaciones del fuego fueron para calefacción doméstica, defensa y tratamiento de materiales, además de los alimentos (ya se fundía cobre, estaño y hierro hacia el año 3500 a.C).

El momento culminante de las civilizaciones antiguas tuvo lugar en la Grecia del Siglo V a.c., donde se trató de generalizar el conocimiento a través de la especulación filosófica.

Pese a la divergencia que ocasionó entre la teoría y la práctica "científica", el paso dado en el desarrollo del pensamiento humano fue de tal envergadura que esta filosofía perduró por más de dos milenios, hasta el Renacimiento en el Siglo XV.

Durante este dilatado periodo de tiempo, la ingeniería civil tuvo un auge preponderante dentro de las realizaciones humanas. Canalizaciones para riego y abastecimiento urbano, calzadas y puentes, grandes palacios y extraordinarios templos que han llegado hasta nosotros, son una clara muestra de la depurada técnica existente, aunque un análisis crítico con los condicionantes actuales (donde la abundante mano de obra barata ha sido sustituida por complicados mecanismos y costosos equipos auxiliares) pueda presentar tales realizaciones como antieconómicas o de un coste social inaceptable.

Aunque al hablar del origen histórico de la conversión de la energía térmica de un combustible en energía mecánica, suele pensarse en los motores técnicos diseñados a partir del Siglo XVII, ya desde el Siglo XII se trajo la pólvora desde China se utilizaba su combustión para producir el movimiento de los proyectiles.

Termometría (de Galileo a Black)

La segunda gran revolución científica tuvo lugar en el siglo XVI con la llegada de la filosofía experimentalista. A partir de ahí, el desarrollo de las ciencias es tan prodigioso que se ramifican y multiplican, consolidándose separadamente por un lado la Mecánica, luego la Electricidad y finalmente la Termodinámica, casi en nuestros días.

El concepto más singular en Termodinámica es el de temperatura (la energía es común a otras ciencias físicas, y la entropía a otras ciencias informáticas). La temperatura es la fuerza de escape de la energía térmica, y mide el nivel térmico o grado de calentamiento de los cuerpos. Ya el hombre primitivo debió darse cuenta de que la temperatura era un atributo de los cuerpos, que impresionaba los sentidos de una manera particular, independientemente del estado mecánico (en reposo, en movimiento, arriba, abajo, fragmentado). Dos piedras iguales ofrecerían a sus sentidos sensaciones diferentes si una de ellas había sido calentada por el sol(o por algún compañero, malintencionado o no). La clasificación de los diferentes estados térmicos fue muy simplista: caliente, tibio (como el cuerpo humano), templado (con el ambiente) y frío, enriqueciéndose con modos comparativos como 'frío como el hielo', frío como el invierno, caliente como el verano, caliente como el agua hirviendo, caliente como el fuego.

Aunque el estudio de los fenómenos térmicos puede remontarse a los sabios griegos que describieron aparatos donde se comprimían aire y vapores, es tradicional asociar el comienzo de la Termodinámica con el primer termómetro, atribuido a Galileo (también parece ser que fue él el primero en utilizar el concepto de energía), quien en 1592 empezó a utilizar como tal un bulbo de vidrio, del tamaño de un puño, abierto a la atmósfera a través de un tubo delgado (un artificio análogo fue descrito por Filo de Bizancio hacia el año 100 a.c.).

Para evaluar la temperatura ambiente, se calentaba con la mano el bulbo y se introducía parte del tubo (boca abajo) en un recipiente con agua coloreada; la variación de temperatura del aire atrapado en el proceso de enfriamiento al ambiente ocasionaba un ascenso del nivel del líquido en el tubo que era proporcional

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