Proyecto Termodinámica

Materiales:

-Tarjeta madre Soc 775.

-Procesador Intel Pentium 4.

-Disipador para procesador.

-Un ventilador.

-Un Dimm de memoria RAM

-Fuente de poder de 500W.

-Termómetro infrarrojo.

-Pasta térmica.

Explicación:

Esta pequeña demostración, permite ver cómo las leyes de la termodinámica y la ley de Joules actúan y como estas se relacionan en este experimento.

En este experimento utiliza un viejo procesador Intel Pentium 4 para demostrar las leyes de la termodinámica y la ley de Joules, veremos cómo actúan las temperaturas al estar el sistema encendido, con o sin ventilación o disipación.

La ley de Joules dice que al circular una corriente eléctrica a través de un conductor, la energía produce choques con los átomos del conductor, lo que hace que parte de la energía eléctrica se convierta en calor.  Mientras más corriente fluya mayor será el aumento de temperatura.

Ahora tenemos un problema, al exigirle trabajo al procesador este consumirá bastante energía eléctrica, por lo tanto este aumentara de temperatura y puede llegar a quemarse y dejar inútil el sistema completo. Para solucionar esto, debemos aumentar la superficie en el procesador, para que así todo el calor pueda disiparse y no quedarse en un mismo lugar. Y para esto necesitaremos un disipador, que cumple la función de aumentar la superficie donde el calor pueda estar en contacto con el aire, y pueda ser disipado.

A este fenómeno se le relaciona la “ley cero” de la termodinámica, que dice que siempre el calor viaja a un cuerpo de menor temperatura, y en este caso, el calor generador por el procesador viajaría de la siguiente manera.

                                                    Calor[pic 1]

           Procesador                Disipador                  Aire del ambiente

Y también se relaciona a la segunda ley de la termodinámica que dice que ninguna maquina puede trabajar a su 100% de eficiencia, siempre existe alguna perdida de energía, como por ejemplo en este caso, se pierde energía en forma de calor, y es aquí donde se relaciona la ley de Joules con las leyes de la termodinámica. En los automóviles pasa lo mismo, parte de la energía de la combustión se convierte en mecánica y otra en energía calorífica.

El experimento ya ha sido probado, y de acuerdo a las leyes de la termodinámica, entre más superficie de disipado y más presión de aire este en contacto con el disipador, estaremos más cerca de alcanzar la temperatura ambiente en el procesador. Y obtendremos estos resultados aproximados:

-Microprocesador expuesto:                                            Aumento de temperatura crítico.

-Con disipador, sin ventilación:                                       Aumento de temperatura considerable.

-Con disipador, con ventilación.                        Aumento de temperatura estable.  (Muy cerca de alcanzar la temperatura ambiente)

Conclusiones:

En hablando en este caso, vemos como la energía va transformándose desde que viaja por el cable de corriente hasta que su calor generado queda en el ambiente. Me pareció bastante interesante explicar esto.

Hablando en general, la termodinámica nos rodea día a día, estemos en donde estemos, las leyes de la termodinámica están ahí, muchas veces sin darnos cuenta.

...