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En esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica

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En esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica

En esta casa obedecemos las leyes de la termodinámica

Hace poco empecé a utilizar un termo de 50 años que perteneció a mi abuelo para no tener que salir tan a menudo del calabozo para procurarme más cafeína. Además de tener un aspecto totalmente impresionante en mi escritorio lateral, esta cosa sigue funcionando como si fuera nueva, al menos por lo que puedo decir: es más vieja que yo.

Por supuesto, esto me llevó a preguntarme cómo funcionan exactamente los termos, más conocidos en los círculos domésticos como termos, y cómo se inventaron. El termo es una tecnología sorprendentemente antigua. Fue inventado por el químico escocés Sir James Dewar y presentado al Royal Institute en 1892. Seis años más tarde, sería la primera persona en licuar el hidrógeno y se le considera el padre fundador de la criogenia. Continue reading “La increíble tecnología del matraz con sello de vacío” →

El aparato en cuestión es una bomba de ariete, una tecnología que se remonta hasta el siglo XVIII. La versión que construyó [Junkyard – Origin of Creativity] utiliza materiales comúnmente disponibles como tubos y accesorios de PVC. Lo único en la lista de materiales que podría ser difícil de rascar son las válvulas de retención de latón, que probablemente deberían ser válvulas de clapeta en lugar de las válvulas de muelle, más fáciles de encontrar. Y la única pieza a medida es un adaptador para enroscar la botella de plástico de refresco que se utiliza como cámara de aire al PVC, de lo que podría encargarse una impresora 3D si decides no piratear una tapa de botella como hizo [Junkyard]. El vídeo de abajo muestra la impresionante elevación que se consigue con sólo aprovechar la energía cinética del flujo entrante.

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Para evitar confusiones, los científicos hablan de los valores termodinámicos en referencia a un sistema y su entorno. Todo lo que no forma parte del sistema constituye su entorno. El sistema y el entorno están separados por un límite. Por ejemplo, si el sistema es un mol de gas en un recipiente, el límite es simplemente la pared interior del propio recipiente. Todo lo que está fuera del límite se considera el entorno, que incluye el propio recipiente.

El límite debe estar claramente definido, para que se pueda decir con claridad si una determinada parte del mundo está en el sistema o en los alrededores. Si la materia no puede atravesar el límite, se dice que el sistema es cerrado; en caso contrario, es abierto. Un sistema cerrado puede seguir intercambiando energía con el entorno, a menos que se trate de un sistema aislado, en cuyo caso ni la materia ni la energía pueden atravesar la frontera.

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Dos conceptos fundamentales rigen la energía en relación con los organismos vivos: la Primera Ley de la Termodinámica establece que la energía total en un sistema cerrado no se pierde ni se gana, sólo se transforma. La Segunda Ley de la Termodinámica establece que la entropía aumenta constantemente en un sistema cerrado.

Más concretamente, la Primera Ley establece que la energía no puede crearse ni destruirse: sólo puede cambiar de forma. Por lo tanto, a través de todos y cada uno de los procesos, la energía total del universo o de cualquier otro sistema cerrado es constante. En un sistema termodinámico simple, esto significa que la energía se transforma bien por la transferencia de energía térmica (es decir, el calentamiento y el enfriamiento de una sustancia) o por la producción de trabajo mecánico (es decir, el movimiento). En términos biológicos y químicos, esta idea puede extenderse a otras formas de energía, como la energía química almacenada en los enlaces entre los átomos de una molécula o la energía luminosa que pueden absorber las hojas de las plantas.

El trabajo, en este caso, no tiene por qué implicar un mecanismo complicado. De hecho, hay trabajo realizado por cada molécula en la simple expansión de una masa calentada de moléculas gaseosas (como se visualiza en la expansión de un globo calentado, por ejemplo). Esto se expresa matemáticamente como la Relación Termodinámica Fundamental:

Hola madre querida

El único sistema cerrado conocido que existe es el universo entero y, por tanto, la ley se aplica al universo en su conjunto. La noción se centra en la idea de que cuando la energía se transfiere de una forma a otra, la entropía aumenta como resultado.

La segunda ley dice que todo pasa del orden al desorden, es decir, un aumento de la entropía. Los seres vivos mueren cuando el desorden en el sistema de los organismos vivos aumenta hasta el punto de que el sistema ya no puede funcionar.

Un organismo vivo contiene información en el ADN que permite al sistema obtener energía del exterior del sistema. Esto hace que un organismo vivo sea un sistema abierto. La energía del exterior del sistema se utiliza para superar la entropía, la ruptura espontánea de la organización dentro de las células y los sistemas del organismo vivo.

Las leyes de la información de Shannon muestran que la transferencia de información está sujeta a la segunda ley de la termodinámica. Es decir, la información se pierde cada vez que se transfiere. Con el tiempo, la información en el ADN de la célula y del organismo se daña y se pierde. Cuando la información se daña hasta el punto de que el organismo no puede superar las fuerzas de la entropía, el organismo muere.

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