Termodinámica Esencial

La Termodinámica es sorprendente. En realidad, es el estudio de fenómenos que se presentan en la vida diaria, en todos los procesos naturales a lo largo y ancho del universo y están relacionados con el calor, la temperatura, la capacidad térmica y las conversiones de energía entre muchos otros conceptos más. El estudio de la Termodinámica tiene varias particularidades. Puede explicar fenómenos tan comunes como el enfriamiento de una taza de café en la mesa así como otros más complejos como el estudio de plasmas y las temperaturas negativas de ciertos materiales magnéticos. Sin embargo, lo extraordinario es que siempre lo hace bajo las mismas reglas, no importa de qué objeto se trate o bajo qué condiciones, las reglas son las mismas siempre y para todos. Para no desanimar al lector, diremos que una ventaja en el estudio de esta ciencia es que las matemáticas que se utilizan en el análisis termodinámico son relativamente sencillas y cualquier estudiante de nivel superior podría manipular las ecuaciones que se utilizan en la Termodinámica. Para que el lector no se llene de optimismo, también diremos que una de las desventajas de la Termodinámica es el lenguaje. El estudiante encontrará palabras que probablemente verá por primera vez, cuya definición es difícil de abstraer y que no parecen tener relación con las aplicaciones de la Termodinámica en la vida diaria. Una vez que se entiende adecuadamente el vocabulario de la Termodinámica, entonces es cuando las tazas de café, el funcionamiento de un motor de combustión, los plasmas y un sin fin de fenómenos pueden analizarse formalmente con una estructura de conocimiento maravillosamente simple. Por último, probablemente para desanimarlo aún más, la dificultad más grande con la que se enfrentan los estudiantes es relacionar el mundo de los conceptos como entropía, energía y entalpía con las aplicaciones: turbinas, compresores, plantas de potencia, refrigeración, etc. La Termodinámica es una ciencia que funciona como herramienta de análisis. Sirve para resolver tanto problemas teóricos como reales. Explica fenómenos físicos que las demás ciencias no podrían. Es útil, sencilla y vasta. Los conceptos que han emergido de ella se utilizan en la biología, matemática, economía e incluso psiquiatría. Existe una pésima propaganda alrededor de la Termodinámica que los docentes se han encargado de reafirmar. Se dice que es terriblemente complicada, oscura en sus conceptos, desconectada de la realidad y en términos prácticos del estudiante, una losa pesada en el diagrama de asignaturas de la carrera profesional. Pensamos que no debe ser así y un esfuerzo por impedir la perpetuidad de esta idea acerca de la Termodinámica son estas páginas. Este documento no es un libro de texto ni de consulta. Se ha intentado hasta donde fue posible no utilizar fórmulas, gráficas o figuras con la intención de que todo lo que aquí se presenta sea una discusión informal sobre los aspectos más importantes de la Termodinámica. No se pretende un curso formal de Termodinámica, más bien es un acercamiento coloquial, diferente y amigable a los conceptos de la Termodinámica: un compendio de razones y cuestionamientos mediante los cuales el acceso a la Termodinámica se convierte en un ejercicio de lectura y asociación de experiencias personales.