Solido De Einstein Y Los Calores Especificos

Resumen.

Albert Einstein, acerca de este gran personaje se pueden decir muchas cosas, sin embargo, se le relaciona comúnmente con la teoría de la relatividad, que si bien realizó un trabajo el cual publicó en 1905 con el nombre de “La relatividad especial”, no fue el único, hay otros trabajos que realizó con los cuales ayudo a desarrollar y entender la física, en pocas palabras este gran personaje de la historia es una leyenda ya que vino a revolucionar la física para un mayor entendimiento, sus estudios lo pusieron a la altura de Newton, Maxwell, Tesla y demás.

Este trabajo presenta uno de sus tantos trabajos, el cual ayudo a entender uno de los enigmas más grandes de la mecánica.

Introducción.

Uno de las discordancias que se encontraban en la física antes de Einstein (física cinética) era por qué el calor específico variaba al cambiar la temperatura y como consecuencia al disminuir la temperatura el calor específico disminuía, de tal modo que al acercarse al cero absoluto el calor tendía a cero, esto no se lograba entender con los estudios realizados hasta ese momento, física cinética de Maxwell basada en la física clásica de Newton.

Fue entonces, cuando Einstein realizo sus trabajos acerca de la cuantificación de la radiación electromagnética, a los cuales la comunidad científica, de ese entonces, no les presto mayor relevancia ya que señalaban que no tenían otro fin que no fuera el de explicar las teorías de Planck los cuales explicaban la interacción de la radiación con la materia, y sus estudios dieron explicación a este enigma.

Desarrollo.

Según la física cinética explicada en la ley de Dulong-Petit “Los calores específicos molares de todas las sustancias son iguales.” A este descubrimiento nadie puso objeción ya que en ese entonces no se existía la tecnología para bajar la temperatura de forma considerable, sin embargo, esta ley no alcanzaba a explicar el comportamiento que tienen las sustancias ante el cambio de temperaturas y más aún no explicaba el por qué el calor específico tendía a cero cuando la temperatura era el cero absoluto.

Es por esto que Einstein en su trabajo “La teoría de la radiación de Planck y la teoría de los calores específicos”, que publicó en 1907 mencionó lo siguiente:

No deberíamos estar satisfechos, yo creo, con esta conclusión ya que la siguiente cuestión llega a nuestra mente: si es que efectivamente es cierto que las oscilaciones elementales que se usan en la teoría de la transferencia de energía entre radiación electromagnética y la materia no se pueden interpretar en términos de la teoría cinética molecular que actualmente conocemos, ¿no deberíamos también modificar nuestra teoría para otras oscilaciones que se usan en la teoría del calor? En mi opinión no hay duda sobre la respuesta. Si la teoría de Planck realmente llega a la esencia de este asunto, entonces uno debería esperar que las contradicciones que existen en otras áreas de la teoría del calor entre la teoría cinética molecular actual y la experiencia, pudieran ser resueltas por medio del método acabado de proponer. (BRAUN)

En base a su trabajo, Albert Einstein refiere que la disminución del calor específico de los sólidos al disminuir la temperatura puede explicarse mediante las ideas cuánticas de Planck.

Y obtiene obtuvo la siguiente grafica, en donde Einstein supuso que todos los átomos de una sustancia (cuerpo solido) oscilaban a la misma frecuencia

Fig 1 Grafica del comportamiento de los calores específicos de los sólidos mediante la teoría cuántica

En esta grafica se puede apreciar que la ley de Dulong-Petit corresponde hasta una temperatura determinada, sin embargo también mediante experimentación descubrió que cada solido tiene una temperatura característica (TE) la cual está relacionada

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