Un café a la termodinámica

Un café a la termodinámica.

Daniela María Ricardo Jiménez.

        Desde que nos despertamos hasta que volvemos a dormir, estamos siendo objetos de aplicación de la termodinámica, es por esto que en algo tan sencillo como preparar el café en la mañana, aplicamos este efecto calórico y de transferencia de energía.

      En esta experiencia del café, al someter el agua a una temperatura mayor que la ambiental, se calienta el agua y conlleva a una evaporación parcial de la misma, debido a que parte de esta permanece aún en estado líquido. De esta forma, se comprende la primera ley de la termodinámica, la cual plantea que la energía no se crea ni se destruye, solo se conserva. El café caliente pasaría a ser un sistema abierto debido a que intercambia energía y materia con su alrededor, es decir, el ambiente.

      Cuando le aplicamos un cambio de temperatura al agua, se concentra una cantidad de esta en formación gaseosa y otra permanece liquida como se dijo en la situación anterior, a esto se obedece principalmente que el agua no está tratando de llevarse a su máximo punto de evaporación, sino, solo ser calentada para hacer la mezcla homogénea del café.

      La segunda ley de la termodinámica expresa la asimetría que existe en los procesos naturales y tecnológicos de transformación de la masa y la energía, que indica que estos ocurren de manera natural o espontánea en una dirección determinada, pero no en la dirección inversa. Es por esto que cuando se coloca a enfriar una taza de café que se deja en el ambiente, el calor disponible en el café fluye hacia el espacio que lo rodea. Este proceso sucede de manera natural o espontánea, lo que no sucede es que el calor de manera espontánea reciba energía térmica del ambiente hasta alcanzar una temperatura mayor (Gómez, s/f). De esta ley derivamos a la entropía relacionada con el desorden en un sistema, esto debido a que sí a la misma taza de café se le agrega azúcar, las partículas se distribuyen al azar por toda la disolución de un modo espontáneo, y no en una sola dirección, vemos pues, que aumento del desorden es la dirección natural en que evolucionan los procesos naturales.

     Otra de las actuaciones dentro de la preparación de un café, basados en el efecto principal y fundamental de la termodinámica, es cuando agregamos una cucharadita de café a una taza con agua caliente y mezclamos, la cantidad calórica que se encuentra concentrada en esta mezcla, se transfiere a la cuchara por el efecto de transferencia de calor, y por tal motivo, la temperatura del café se reduce y la cuchara se calienta. Este en fase inicial y en el desarrollo de la práctica, nos indica precisamente la búsqueda del equilibrio térmico, el calor se puede transferir de un sistema a otro, pasado un tiempo la temperatura de ambos sistemas será la misma, haciendo énfasis en la ley cero de la termodinámica.

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