Cero Absoluto

CERO ABSOLUTO

El cero absoluto es la temperatura correspondiente a 0 grados kelvin o, lo que es lo mismo, -273'15 grados en la escala de Celsius, es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor.

Es la diferencia de temperatura la que determina el flujo de calor de un cuerpo “caliente” hacia uno más frío. En el siglo XVII se discutía si el supuesto cero absoluto era una propiedad asociada al tipo de materia (tierra, agua, aire…). En el siglo XIX la ciencia, a través de Lord Kelvin, prueba rigurosamente que debe existir un cero absoluto de temperatura. Predijo que el cero absoluto se encontraría a -273C, y sería único. La deducción rigurosa de su existencia se basó en el incipiente uso de la termodinámica, disciplina esencial para comprender y utilizar la posibilidad de transformar energía térmica en trabajo mecánico.

La determinación del cero absoluto proviene del trabajo del físico Frances Jacques charles (1746-1823). Charles descubrió que el volumen de un gas a presión constante crece linealmente con la temperatura. La tabla se refiere a un mol de hidrógeno que se mantiene a una presión constante de una atmósfera. El volumen V se mide en litros y la temperatura T se mide en grados Celsius.

T -40 -20 0 20 40 60 80

V 19.1482 20.7908 22.4334 24.0760 25.7186 27.3612 29.0038

Usando los puntos de la tabla, se puede determinar que T y V están relacionados por la ecuación lineal.

V= 0.08213T + 22.4334 ò T= V- 22.4334

0.08213

Razonando que el volumen del gas puede tender a 0 (pero nunca pasar a valores negativos) se puede concluir que la “minima temperatura posible” viene dada por

Lim T = Lim V-22.4334

x0+ v 0+ 0.08213

= 0-22.4334

0.08213

= -273.15

Por lo tanto, el cero absoluto en la escala kelvin (0k) equivale aproximadamente -273.15º en la escala Celsius.

La tabla muestra las temperaturas del ejemplo, en la escala Fahrenheit. Intente repetir la solución del ejemplo, utilizando las temperaturas del cero absoluto en la escala Fahrenheit.

T -40 -4 32 68 104 140 176

V 19.1482 20.7908 22.4334 24.0760 25.7186 27.3612 29.0038

La ley de charles para los gases (suponiendo presión constante) puede enunciarse como

V=RT ley de charles

Donde V es el volumen, R es una constante y T es la temperatura.

Lim T = Lim V-68

v0+ v0+ 0.08213

= 0-68

0.08213

= -827.95568

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