La termodinámica es la ciencia que estudia la relación entre el calor y otras formas de energía. Puede ser resumida en tres leyes que describen los fundamentos de la energía.
Primera ley de la Termodinámica: No puede ganarLa energía siempre se conserva, no puede ser creada ni destruida.
La primera de ley de la termodinámica, también llamada la ley de la conservación de la energía, nos dice que la energía puede ser transferida desde un sistema a otro, y que nunca puede ser destruida ni creada, ya que la energía disponible en el universo es constante.
Segunda ley de la Termodinámica: Sólo puede perder
El calor siempre pasa de los cuerpos calientes a los fríos, y no al contrario.
La segunda ley de la termodinámica nos dice que el calor no puede fluir de un objeto frío a otro caliente. Ustedes dirán que eso no es necesariamente cierto, ya que, por ejemplo, los aires acondicionados pueden generar frío sin producir calor. Pues piénselo una vez más, porque de hecho, al enfriar los aires acondicionados generan gran cantidad de calor, cosa que podemos corroborar echándole un vistazo más de cerca. Este mismo mecanismo se aplica a las refrigeradoras por ejemplo, y a todos los sistemas que conocemos.
Entropía: Desorden.
La entropía, aunque suene complicado es relativamente sencilla, no es más que el desorden de los sistemas. A mayor temperatura mayor entropía, y a menor temperatura menor entropía. Por lo tanto, en el estado de condensación de Bose-Einstein, la entropía es casi nula, mientras que en el estado gaseoso hay mucha entropía, ya que, mientras en el estado de condensación las partículas están agrupadas, en el estado gaseoso las partículas están dispersas por todas partes.
El demonio de Maxwell
Maxwell ideó una forma de contrarrestar la segunda ley de la termodinámica con un experimento mental conocido como el demonio de Maxwell.
Imaginemos que tenemos una caja, que tiene una pared con una puertecita atravesándola, un pequeño diablillo es quién controla puerta. Dentro de la caja tenemos dos gases idénticos A y B. “A” tiene una temperatura más alta que “B”. El diablillo es capaz de reconocer cuáles partículas se mueven más rápido, y cuáles se mueven más lento, y entonces decide abrir la puerta para separar las partículas rápidas de las lentas. Esto contrarrestaría la ley, ya que el lado caliente se haría más caliente, y el frío se haría más frío.
Sin embargo, si tomamos en cuenta el trabajo que hace el diablillo, nos daremos cuenta de que en realidad no ocurre dicha infracción. Ya que el trabajo requiere de energía, por lo tanto la entropía no disminuiría.
La tercera ley de la Termodinámica: No puede abandonar el juego
El inalcanzable cero absoluto.
Ésta ley nos explica que el cero absoluto no es más que un punto imaginario que no puede ser alcanzado ni en un laboratorio, ni en la naturaleza.
El cero absoluto (-273.15 °C) es una temperatura tan extremadamente fría que el movimiento de los átomos se detiene. En esta temperatura no hay temperatura térmica o calor, los átomos están alineados perfectamente y en consecuencia no existe entropía alguna.
