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Somos estudiantes del colegio San Bonifacio de las Lanzas, que en la actualidad, cursamos el grado Décimo, el tema que estamos viendo en el momento es Termodinámica, aqui hay un video corto de un experimento de calor y combustion:

Bienvenidos!

Hemos hecho una investigación acerca de la termodinámica,con el fin de dar una respuesta a como disipar el calentamiento global.  Buscamos las definiciones de termodinámica, y sus derivadas como sus leyes y aplicaciones en la vida cotidiana, que representan una forma de disminuir el daño causado por la contaminación y por ende el calentamiento global.

Preguntas a Resolver

1. ¿Qué es la termodinámica?

2. ¿qué se puede hacer para ayudar a luchar contra el calentamiento global?

3. ¿qué causa el calentamiento global?

4. ¿qué es el efecto invernadero?

5. ¿Cómo se soluciona el calentamiento global a través de las leyes de la termodinámica?

Termodinámica

La termodinámica es una rama de la física que estudia el movimiento de calor entre distintos objetos. 

Termodinámica es útil, ya que nos ayuda a conectar el mundo de los muchos átomos pequeños al mundo a gran escala que podemos ver. Termodinámica también tiene dos ramas principales llamadas termodinámica clásica y la termodinámica estadística. Un sistema termodinámico es un objeto o un grupo de objetos. Un objeto transfiere su calor a otro cuerpo que posee menor temperatura. 

Los termómetros funcionan gracias al equilibrio térmico. Cuando introducimos un termómetro dentro de un frasco con agua, llega un momento en el que el mercurio del termómetro y el agua del frasco alcanzan el equilibrio térmico, y la temperatura del agua es la misma que la que indica la escala del termómetro, que ha sido previamente calibrado.

El intercambio de energía térmica o calorífica se cuantifica por el calor, y este, por las variaciones de temperatura.

            - El trabajo y el calor son procesos mediante los cuales se intercambia energía.

            - Energía, trabajo y calor se miden en las mismas unidades.

Equilibrio térmico y escalas de temperatura: 

Al poner en contacto dos cuerpos que tienen temperaturas diferentes, ambos acaban alcanzando la misma temperatura al cabo de cierto tiempo. Cuando esto ocurre, se dice que los dos cuerpos han alcanzado et equilibrio térmico.

-Dos cuerpos en contacto a la misma temperatura están en equilibrio térmico.

-El calor es la transferencia de energía que tiene lugar desde un cuerpo caliente (a mayor temperatura) a otro frío (a menor temperatura) al ponerlos en contacto.

La temperatura es la magnitud que miden los termómetros.

           

-         En la escala centígrada o Celsius se toman como puntos fijos el punto de fusión del agua, 0 °C, y su punto de ebullición, 100 °C.

-         La escala Kelvin o escala absoluta de temperaturas conserva el tamaño del grado centígrado, pero el punto de fusión del agua es 273 K, y su punto de ebullición, 373 K.

La relación numérica entre ambas escalas es:

T (K) = t (°C) + 273

Conducción: Es el proceso por el cual el calor atraviesa un solido.

Convección: Es el proceso por el cual se transmite calor a través de un fluido por el movimiento del mismo fluido

Calentamiento Global

¿Cómo evitar el calentamiento global?

1. Transporte. Reducir el individual y promocionar los medios colectivos.

2. Energía doméstica. Disminuir su gasto con electrodomésticos de etiqueta energética o apagando los aparatos completamente (y no en modo standby).

3. Residuos. Favorecer la separación de basuras y el reciclaje.

4. Materiales. Reutilizarlos siempre que se pueda (papel, juguetes, herramientas, muebles…) y evitar usar bolsas, cajas y embalajes.

5. Agua. Reducir su consumo colocando, por ejemplo, botellas en las cisternas.

 ¿Qué causa el calentamiento global?

El calentamiento global está asociado a un cambio climático que puede tener causa antropogénica o no. El principal efecto que causa el calentamiento global es el efecto invernadero, fenómeno que se refiere a la absorción por ciertos gases atmosféricos—principalmente H2O, seguido por CO2 y O3—de parte de la energía que el suelo emite, como consecuencia de haber sido calentado por la radiación solar.

¿Qué es el efecto invernadero?

Fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera terrestre, retienen parte de la energía que la superficie planetaria emite por haber sido calentada por la radiación estelar. Afecta a todos loscuerpos planetarios rocosos dotados de atmósfera. 

¿Cómo podemos solucionar el calentamiento global por medio de la termodinámica?

Si bien este efecto es inherente a un cuerpo planetario dotado de atmósfera, además de que propicia la vida al regular la temperatura promedio, es posible cambiar sus efectos al aumentar la cantidad de calor que se quede en el planeta variando las concentraciones de gases atmosféricos que causan este efecto como lo son vapor de agua, dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno, metano, ozono y los clorofluorocarbonos tan comunes en sistemas de refrigeración antiguos.

Si sabemos que salvo los clorofluorocarbonos todos los demás gases existirían en el planeta debido a las actividades de los seres vivos, como la fotosíntesis, respiración, desechos y actividades volcánicas propias de la tierra, que la concentración de clorofluorocarbonos no ha aumentado considerablemente debido a su prohibición, que la cantidad de dióxido de carbono disuelto en la atmósfera ha aumentado aproximadamente 80 partes por millón en 100 años, podríamos argumentar que:El calentamiento global se debe al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, principalmente de dióxido de carbono, en la atmósfera terrestre. Que la actividad del hombre ha propiciado el aumento de la concentración de este gas en la atmósfera.

Definiremos a la tierra como un sistema termodinámico. Sabemos que la temperatura del planeta ha fluctuado durante todo el tiempo que tiene de vida, eras glaciales, épocas mas cálidas y el día de hoy. Partiendo de estas ideas podemos sostener que la tierra es un sistema termodinámico cerrado puesto que si la presión se ha mantenido constante y el volumen también, la temperatura ha variado a través del tiempo, lo que indica un intercambio de energía con el medio externo, en este caso la energía proveniente del sol.

Supongamos ahora que el sistema junto con el intercambio de energía con el medio esta en equilibrio, podrían pasar dos cosas.

Que es sistema se caliente: Si la energía que entra al sistema (la tierra) es mayor que la que el sistema necesita o puede disipar, se producirá un aumento en la cantidad de calor y por lo tanto de temperatura (calentamiento global) en el sistema. Al mismo tiempo, si la energía interna del sistema aumenta, es decir, que la energía que salga del sistema sea menor cada vez, se produce el calentamiento global.

Que el sistema se enfríe: Si la energía que entra al sistema (la tierra) es menor que la que el sistema necesita, se producirá un descenso en la cantidad de calor y por lo tanto de la temperatura en el sistema, es decir, el sistema se enfriaría. En este caso, si se escapa más energía del sistema que la que normalmente saldría, el sistema se enfría.

Es decir, hay dos causas por las que el sistema se enfríe o se caliente, que agentes externos alteren la cantidad de calor que entra o que sale o que agentes internos o componentes del sistema absorban mas o menos calor.

Si en el medio exterior, el agente que más altera la cantidad de calor en la tierra es el sol, y sabemos que por treinta años por lo menos, éste no ha incrementado su brillo, entonces lo que esta causando el aumento en la temperatura promedio de la tierra, son exclusivamente agentes internos.

Para explicar como la energía interna del planeta ha aumentado, hay que investigar que es lo que le impide salir a la energía que entra al planeta. La causa mas aceptada es la del efecto invernadero.

El efecto invernadero consiste en que la cantidad de energía absorbida por un planeta con atmósfera no vuelva inmediatamente al espacio, tal como pasa en un invernadero.

Hasta aquí podemos concluir que la tierra es un sistema termodinámico cerrado, que recibe energía del sol y que la cantidad de energía interna esta aumentando debido a agentes internos como el aumento en la concentración de gases de efecto invernadero.

Conclusiones

Conclusiones: 

 1. Los procesos termodinámicos son los responsables finales de todos los movimiento dentro de la atmósfera.

 

2.  La primera ley de la termodinámica establece que la energía añadida a o eliminada de un sistema se utiliza para realizar un trabajo en o por el sistema y para aumentar o disminuir la energía interna (temperatura) del sistema.

 

3. La temperatura no es energía sino una medida de esta y que es la sensación de la diferencia de calor de los diferentes cuerpos.