Feo Con Mayuscula

El calentamiento global es el aumento desmedido de la temperatura promedio de los gases que componen la atmósfera. En las últimas décadas este fenómeno atmosférico ha tomado considerable importancia debido a las proporciones mundiales. Por ser un factor influyente en la economía mundial y en todas las formas de vida que habitan en el planeta tierra, ha ocupado un espacio en las agendas de distintas asambleas de relevancia internacional.

Estudios previos han demostrado que la acumulación de gases aislantes en la atmósfera que impiden la liberación de energía en forma de calor desde la tierra hacia el resto del universo, provoca este aumento en la temperatura y es lo que se conoce como “efecto invernadero”.

El artículo que a continuación se presenta, pretende exponer otra causa potencial y significativa de este fenómeno basado en las interacciones energéticas. Para lograr el objetivo se ubicó este comportamiento bajo el lente de la Termodinámica. Ésta utilizada como herramienta principal, da respuestas de por qué y cómo ocurre

el calentamiento global.

Si los gases de la capa atmosférica fuesen demasiado permeables, la producción de energía liberada sería alta con respecto a la cantidad de energía generada. Esto traería como consecuencia un descenso en la temperatura; sumergido al planeta, con todo lo que habita en él en un mundo congelado donde sólo las criaturas especializadas a los ambientes extremadamente fríos subsistirían; excluyendo probablemente a los humanos de esta privilegiada condición.

Generada sobrepasa la fracción de energía liberada. Lo anterior causa una retención del calor que aumenta con el tiempo y que provoca un aumento gradual de la temperatura junto a consecuencias letales a largo plazo. A esto se le conocerá como “Efecto Gradiente de Calor en la Atmósfera”. El efecto gradiente de calor sumado a la acumulación de gases aislantes conocido como

Efecto invernadero, convierten el futuro en algo incierto y poco prometedor para todas las especies que habitan el planeta.

TERMODINÁMICA

La termodinámica es la rama de la físico-química cuya misión es el estudio de las causas y mecanismos de los distintos intercambios de energía que ocurren en la naturaleza, además de la cuantificación del trabajo realizado por y sobre el sistema y la energía absorbida y liberada por éste. La termodinámica se rige por leyes:

Ley Cero de la Termodinámica

Esta ley también es conocida como “Ley del Equilibrio Térmico”. “si un cuerpo.

Inicialmente está en equilibrio térmico con un cuerpo A y con un cuerpo B, entonces A y B también están en equilibrio térmico entre sí”. En el universo toda materia que interactúa energéticamente con otra a diferente temperatura, tendrá la tendencia de alcanzar la misma temperatura final o de equilibrio con la otra.

Esto se conoce como “Equilibrio Térmico”. Existen tres mecanismos para alcanzar el equilibrio térmico:

Conducción: La energía fluye en forma de calor entre dos o más cuerpos que están en contacto directo a distinta temperatura. Por ejemplo: una olla de metal fría colocada sobre una hornilla caliente de una estufa.

Radiación: La energía se transfiere a través de una radiación electromagnética. Por ejemplo: la luz del sol cuando calienta la atmósfera.

Convección: El traspaso de energía ocurre por el desplazamiento de la masa de un fluido de un lugar a otro. Por ejemplo: los acondicionadores de aire.

Primera Ley de la Termodinámica

Se conoce también con el nombre de “Ley de la Conservación de la Energía”. La energía en el universo no puede ser creada ni ser destruida, sólo transformada de una forma a otra. El universo considerado como un sistema aislado, o sea que no absorbe ni libera energía con su entorno, la energía en él es constante.

La primera ley de la termodinámica puede ser definida matemáticamente como:

U= Q – W

U= Energía Interna

Q = Calor

W = Trabajo MÁQUINA TÉRMICA

La máquina térmica es un aparato idealizado que absorbe calor a partir de una fuente; parte es utilizado para efectuar un trabajo, y el resto para liberar calor. Por ser este calor un producto de desecho se le denominará en adelante “Calor Residual”.

Qabs =Calor absorbido Qlib =Calor liberado

La cantidad de trabajo que realiza la máquina depende directamente de la cantidad de calor que absorbe y de la eficiencia de la máquina. El trabajo realizado no puede ser mayor que la cantidad de calor absorbido:

W < Q abs

Como el cambio de energía interna ( U) es la diferencia entre el calor absorbido y el respectivo trabajo realizado por la máquina térmica, da como resultado valores positivos:

U =positivo (+)

Para los gases ideales el cambio de energía interna es igual al cambio en la temperatura multiplicado por su correspondiente constante de proporcionalidad:

U =K T

? T= cambio de temperatura

K = constante de proporcionalidad

Existe una relación directamente proporcional entre el cambio de energía interna y el cambio de temperatura:

U T

Como se explicó anteriormente, el cambio de energía interna es positivo y debido a su relación directa con el cambio de temperatura ésta da cambios positivos:

U =positivo (+)

Lo que se interpreta como un aumento en la temperatura de los gases.

GASES DE EFECTO INVERNADERO

¿Cuáles son los gases que producen calentamiento global y por qué? La respuesta a esta pregunta se encuentra en la constante de proporcionalidad K.

La K en este caso recibe el nombre de capacidad calorífica molar a volumen constante (Cv) y sus unidades en el sistema internacional (SI) son:

J

Mol-k

Estas unidades nos indican cuánta energía en Joules (J) es necesaria para aumentar en una unidad de temperatura (Kelvin “k”) una masa de un mol de gas. Una partícula de gas monoatómica posee 3 grados de libertad siendo éstos los vectores sobre los ejes que componen el plano tridimensional (X, Y y Z).

Según la mecánica estadística y bajo criterios matemáticos del modelo cinético – molecular de los gases ideales, la capacidad calorífica molar a volumen constante está definida de la siguiente manera:

1 K = la constante de proporcionalidad

Cv=3 ( kT)2 T = Temperatura

El 3 denota los grados de libertad

3 R = constante de proporcionalidad de los gases ideales.

Cv=( R)

2 Para SI

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