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Termodinámica




Enviado por latiniando



    Energía calorifica: La suma de la
    energía potencial y de la energía sintética
    de un sistema no
    permanece siempre constante.

    De una manera general, la energía mecánica total de un sistema disminuye
    con el frotamiento y los choques. Si por ejemplo, se frena un
    cuerpo durante su caída por un plano inclinado, de forma
    que su velocidad
    permanezca constante, se producirá una disminución
    de su energía potencial sin que aumente su energía
    cinética. Pero, en todos los fenómenos de esta
    naturaleza se
    produce calor.
    Así el fósforo de las cerillas se inflama por
    frotamiento, las herramientas
    se calientan al labrar los metales, etc. Sí una
    bala de plomo se dispara contra una placa de acero, se puede
    alcanzar, en el momento del choque, una temperatura
    superior a su punto de fusión. El
    calor debe,
    por consiguiente, considerarse como una forma de energía,
    hipótesis que se ve corroborada por la
    posibilidad de producir trabajo mecánico consumiendo
    calor, por
    ejemplo, en las maquinas de
    calor.

    Otras formas de energía: eléctrica.
    La corriente eléctrica es uno de los numerosos
    fenómenos que pueden producir trabajo mecánico o
    calor. La
    primera transformación se realiza en los motores y la
    inversa de los generadores electromagnéticos de corriente
    (dínamos, alternadores). En todos los conductores por los
    que pasan una corriente hay una producción de calor, conocida con el nombre
    de efecto de joule; la transformación contraria
    directa, es decir de calor en electricidad, se
    observa en las pilas
    termoeléctricas y basta calentar una de las dos soldaduras
    de dos metales diferentes que
    forman parte de un circuito para que se engendre en el mismo una
    corriente. De ellos se deduce que existe energía
    eléctrica
    y que el paso de una corriente es en
    realidad un transporte de
    energía a lo largo de un circuito.

    Un condensador cargado de corriente también
    energía
    eléctrica, puesto a descargarse es capaz de producir
    una corriente, pero esta energía es potencial.

    Química: Las reacciones químicas
    tienen lugar con absorción o desprendimiento de calor,
    según los casos. La combustión, que es la combinación
    del oxígeno del cuerpo combustible o con los elementos que
    lo integran, revelan que una muestra de
    carbón y oxigeno
    contiene energía química potencial, que
    puede utlizarse al iniciar la combustión o la combinación de ambos
    cuerpos.

    La energía química se emplea a
    si mismo en las pilas y
    acumuladores eléctricos, que la transforman en energía
    eléctrica, y el fenómeno inverso se produce en
    la electrólisis, en particular al cargar los
    acumuladores.

    Las explosiones son un ejemplo de transformación
    de energía química en trabajo
    mecánico.

    Radiante: La luz se produce de
    diversas formas, pero la más corriente de éstas
    consiste en calentar cuerpos a una temperatura
    bastante elevada (lámpara de gas,
    Lámpara eléctrica de incandescencia). La
    incandescencia es precisamente la transformación de
    energía calorífica en energía
    radiante
    .

    En los fenómenos de luminiscencia, o
    emisión de luz en
    frío, interviene otra forma de energía que es
    mecánica en el caso de la tribolumiscencia.
    La ruptura de ciertos cristales que se producen por ejemplo al
    machacar azúcar provocan la aparición de luz. En la
    electroluminiscencia, la energía
    eléctrica se transforma directamente en luz sin que pase
    por la forma calorifica intermedia. Así acorde en los
    tubos de gas rarificado
    como el neón y los vapores de sodio y mercurio. En la
    quimioluminiscencia, algunas reacciones químicas, como la
    oxidación lenta del fósforo blanco en contacto del
    aire, provocan
    emisión de luz, sin
    calentamiento apreciable. La luz emitida por las
    luciérnagas se debe a un fenómeno análogo,
    puesto que produce de las reacciones químicas que se
    producen durante la digestión.

    La energía radiante puede convertirse en
    cualquiera de las otras cuatro formas de energías que se
    han considerado. Así, cuando una sustancia absorbe
    radiaciones, se calienta y este efecto calorifico es
    particularmente intenso en el caso de las radiaciones
    infrarrojas. Por otra parte, los haces luminosos dirigidos hacia
    los cuerpos ejercen en estos una fuerza de
    empuje que produce efectos mecánicos y recibe el nombre de
    presión de radiación,
    fenómenos que explica la repulsión de la cola de
    cometas por los rayos solares. La transformación de
    energía luminosa en energía
    eléctrica tiene lugar en la fotoelectricidad al
    captárselos electrones que emiten algunos metales cuando recibe la
    luz. Este fenómeno ha dado lugar a innumerables
    aplicaciones practicas, entre las cuales pueden mencionarse el
    cine sonoro y
    la
    televisión.

    Las modificaciones químicas sufridas por los
    cuerpos bajo la influencia de la luz son numerosas y constituyen
    el objeto de la ciencia
    denominada fotoquímica, que estudia la
    transformación de la energía luminosa en
    energía química. Las plantas realizan
    esta transformación gracias a la clorofila, que absorbe
    las radiaciones solares, y la energía así
    almacenada se emplea para sintetizar los alimentos
    hidrocarbonados.

    Primera ley de la
    termodinámica

    Permítase que un sistema cambie de
    un estado inicial
    de equilibrio
    , a un estado final
    de equilibrio
    , en un camino
    determinado, siendo el calor absorbido por el sistema y
    el trabajo hecho
    por el sistema.
    Después calculamos el valor de
    . A
    continuación cambiamos el sistema desde el mismo estado
    hasta el estado
    final , pero en
    esta ocasión por u n camino diferente. Lo hacemos esto una
    y otra vez, usando diferentes caminos en cada caso. Encontramos
    que en todos los intentos es la misma. Esto es, aunque y separadamente dependen del camino tomado, no depende, en lo absoluto,
    de cómo pasamos el sistema del estado
    al estado
    , sino solo de los
    estados inicial y final (de equilibrio).

    Del estudio de la mecánica recordará, que cuando un
    objeto se mueve de un punto inicial a otro final , en un campo gravitacional en ausencia de
    fricción, el trabajo
    hecho depende solo de las posiciones de los puntos y no, en
    absoluto, de la trayectoria por la que el cuerpo se mueve. De
    esto concluimos que hay una energía potencial,
    función de las coordenadas espaciales del cuerpo, cuyo
    valor final
    menos su valor inicial,
    es igual al trabajo hecho al desplazar el cuerpo. Ahora, en la
    termodinámica, encontramos
    experimentalmente, que cuando en un sistema ha cambiado su estado
    al , la cantidad dependen solo de las
    coordenadas inicial y final y no, en absoluto, del camino tomado
    entre estos puntos extremos. Concluimos que hay una
    función de las coordenadas termodinámicas, cuyo
    valor final,
    menos su valor inicial
    es igual al cambio
    en el proceso. A
    esta función le llamamos función de la
    energía interna
    .

    Representemos la función de la energía
    interna por la letra . Entonces la energía interna del sistema en el estado
    , , es solo el cambio de
    energía interna del sistema, y esta cantidad tiene un
    valor determinado independientemente de la forma en que el
    sistema pasa del estado al estado f: Tenemos entonces que:

    Como sucede para la energía potencial,
    también para que la energía interna, lo que importa
    es su cambio. Si se
    escoge un valor arbitrario para la energía interna en un
    sistema patrón de referencia, su valor en cualquier otro
    estado puede recibir un valor determinado. Esta ecuación
    se conoce como la primera ley de la
    termodinámica,
    al aplicarla debemos
    recordar que se
    considera positiva cuando el calor entra al sistema y que
    será
    positivo cuando el trabajo lo
    hace el sistema.

    A la función interna , se puede ver como muy abstracta en este
    momento. En realidad, la termodinámica clásica no ofrece una
    explicación para ella, además que es una
    función de estado que cambia en una forma
    predecible. ( Por función del estado,
    queremos decir, que exactamente, que su valor depende solo del
    estado físico del material: su constitución, presión, temperatura y
    volumen.) La
    primera ley de la
    termodinámica, se convierte entonces en un
    enunciado de la ley de la
    conservación de la energía para los sistemas
    termodinámicos.

    La energía total de un sistema de
    partículas , cambia en una cantidad exactamente igual a la cantidad que
    se le agrega al sistema, menos la cantidad que se le
    quita.

    Podrá parecer extraño que consideremos que
    sea positiva
    cuando el calor entra al sistema y que sea positivo cuando la energía
    sale del sistema como trabajo. Se llegó a esta
    convención, porque fue el estudio de las máquinas
    térmicas lo que provocó inicialmente el estudio de
    la termodinámica. Simplemente es una buena
    forma económica tratar de obtener el máximo trabajo
    con una maquina de este tipo, y minimizar el calor que debe
    proporcionársele a un costo importante.
    Estas naturalmente se convierten en cantidades de interés.

    Si nuestro sistema sólo sufre un cambio
    infinitesimal en su estado, se absorbe nada más una
    cantidad infinitesimal de calor y se hace solo una cantidad infinitesimal de
    trabajo , de tal
    manera que el cambio de
    energía interna también es infinitesimal. Aunque y no son diferencias verdaderas, podemos
    escribir la primera ley diferencial
    en la forma:

    .

    Podemos expresar la primera ley en palabras diciendo:
    Todo sistema termodinámico en un estado de equilibrio,
    tiene una variable de estado llamada energía interna
    cuyo cambio
    en un proceso
    diferencial está dado por la ecuación antes
    escrita.

    La primera ley de la termodinámica se aplica a
    todo proceso de la
    naturaleza que
    parte de un estado de equilibrio y
    termina en otro. Decimos que si un sistema esta en estado de
    equilibrio cuando podemos describirlo por medio de un grupo
    apropiado de parámetros constantes del sistema como
    presión ,el volumen, temperatura,
    campo magnético y otros la primera ley sigue
    verificándose si los estados por los que pasa el sistema
    de un estado inicial (equilibrio), a su estado final
    (equilibrio), no son ellos mismos estados de equilibrio. Por
    ejemplo podemos aplicar la ley de la termodinámica a la
    explosión de un cohete en un tambor de acero
    cerrado.

    Hay algunas preguntas importantes que no puede decir la
    primera ley. Por ejemplo, aunque nos dice que la energía
    se conserva en todos los procesos, no
    nos dice si un proceso en
    particular puede ocurrir realmente. Esta información nos la da una
    generalización enteramente diferente, llamada segunda ley
    de la termodinámica, y gran parte de los temas de la
    termodinámica dependen de la segunda ley.

    Segunda ley de la
    termodinámica.

    Las primeras máquinas térmicas
    construidas, fueron dispositivos muy eficientes. Solo una
    pequeña fracción del calor absorbido de la fuente
    de la alta temperatura se
    podía convertir en trabajo útil. Aun al progresar
    los diseños de la ingeniería, una fracción apreciable
    del calor absorbido se sigue descargando en el escape de una
    máquina a baja temperatura, sin que pueda convertirse en
    energía mecánica. Sigue siendo una esperanza
    diseñar una maquina que pueda tomar calor de un
    depósito abundante, como el océano y convertirlo
    íntegramente en un trabajo útil. Entonces no seria
    necesario contar con una fuente de calor una temperatura
    más alta que el medio ambiente
    quemando combustibles. De la misma manera, podría
    esperarse, que se diseñara un refrigerador que simplemente
    transporte
    calor, desde un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que
    tenga que gastarse trabajo exterior. Ninguna de estas
    aspiraciones ambiciosas violan la primera ley de la
    termodinámica. La máquina térmica
    sólo podría convertir energía
    calorífica completamente en energía mecánica, conservándose la
    energía total del proceso. En el
    refrigerador simplemente se transmitiría la energía
    calorifica de un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que
    se perdiera la energía en el proceso. Nunca se ha logrado
    ninguna de estas aspiraciones y hay razones para que se crea que
    nunca se alcanzarán.

    La segunda ley de la termodinámica, que es una
    generalización de la experiencia, es una exposición
    cuyos artificios de aplicación no existen. Se tienen
    muchos enunciados de la segunda ley, cada uno de los cuales hace
    destacar un aspecto de ella, pero se puede demostrar que son
    equivalentes entre sí. Clausius la enuncio como sigue:
    No es posible para una máquina cíclica llevar
    continuamente calor de un cuerpo a otro que esté a
    temperatura más alta, sin que al mismo tiempo se
    produzca otro efecto (de compensación).
    Este enunciado
    desecha la posibilidad de nuestro ambicioso refrigerador, ya que
    éste implica que para transmitir calor continuamente de un
    objeto frío a un objeto caliente, es necesario
    proporcionar trabajo de un agente exterior. Por nuestra
    experiencia sabemos que cuando dos cuerpos se encuentran en
    contacto fluye calor del cuerpo caliente al cuerpo frío.
    En este caso, la segunda ley elimina la posibilidad de que la
    energía fluya del cuerpo frío al cuerpo caliente y
    así determina la dirección de la transmisión del
    calor. La dirección se puede invertir solamente por
    medio de gasto de un trabajo.

    Kelvin (con Planck) enuncio la segunda ley con palabras
    equivalentes a las siguientes: es completamente imposible
    realizar una transformación cuyo único resultado
    final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de
    una fuente que se encuentre a la misma temperatura.
    Este
    enunciado elimina nuestras ambiciones de la máquina
    térmica, ya que implica que no podemos producir trabajo
    mecánico sacando calor de un solo depósito, sin
    devolver ninguna cantidad de calor a un depósito que
    esté a una temperatura más baja.

    Para demostrar que los dos enunciados son equivalentes,
    necesitamos demostrar que si cualquiera de los enunciados es
    falso, el otro también debe serlo. Supóngase que es
    falso el enunciado de Clausius, de tal manera que se pudieran
    tener un refrigerador que opere sin que se consuma el trabajo.
    Podemos usar una máquina ordinaria para extraer calor de
    un cuerpo caliente, con el objeto de hacer trabajo y devolver
    parte del calor a un cuerpo frío.

    Pero conectando nuestro refrigerador "perfecto" al
    sistema, este calor se regresaría al cuerpo caliente, sin
    gasto de trabajo, quedando así utilizable de nuevo para su
    uso en una máquina térmica. De aquí que la
    combinación de una maquina ordinaria y el refrigerador
    "perfecto" formará una máquina térmica que
    infringe el enunciado de Kelvin-Planck. O podemos invertir el
    argumento. Si el enunciado Kelvin-Planck fuera incorrecto,
    podríamos tener una máquina térmica que
    sencillamente tome calor de una fuente y lo convierta por
    completo en trabajo. Conectando esta máquina
    térmica "perfecta" a un refrigerador ordinario, podemos
    extraer calor de un cuerpo ordinario, podemos extraer calor de un
    cuerpo caliente, convertirlo completamente en trabajo, usar este
    trabajo para mover un refrigerador ordinario, extraer calor de un
    cuerpo frío, y entregarlo con el trabajo
    convertido en calor por el refrigerador, al cuerpo caliente. El
    resultado neto es una transmisión de calor desde un cuerpo
    frío, a un cuerpo caliente, sin gastar trabajo, lo
    infringe el enunciado de Clausius.

    La segunda ley nos dice que muchos procesos son
    irreversibles. Por ejemplo, el enunciado de Clausius
    específicamente elimina una inversión simple del proceso de
    transmisión de calor de un cuerpo caliente, a un cuerpo
    frío. Algunos procesos, no
    sólo no pueden regresarse por sí mismos, sino que
    tampoco ninguna combinación de procesos
    pueden anular el efecto de un proceso irreversible, sin provocar
    otro cambio correspondiente en otra parte.

    Tercera ley de la
    termodinámica.

    En el análisis de muchas reacciones
    químicas es necesario fijar un estado de referencia para
    la entropia. Este
    siempre puede escogerse algún nivel arbitrario de
    referencia cuando solo se involucra un componente; para las
    tablas de vapor convencionales se ha escogido 320F.
    Sobre la base de las observaciones hechas por Nernst y por otros,
    Planck estableció la tercera ley de la
    termodinámica en 1912, así:

    la entropia de
    todos los sólidos cristalinos perfectos es cero a la
    temperatura de cero absoluto.

    Un cristal "perfecto" es aquel que esta en equilibrio
    termodinámica. En consecuencia, comúnmente se
    establece la tercera ley en forma más general,
    como:

    La entropia de
    cualquier sustancia pura en equilibrio termodinamico tiende a
    cero a medida que la temperatura tiende a cero.

    La importancia de la tercera ley es evidente. Suministra
    una base para el calculo de las entropías absolutas de las
    sustancias, las cuales pueden utilizarse en las ecuaciones
    apropiadas para determinar la dirección de las reacciones
    químicas.

    Una interpretación estadística de la tercera ley es más
    bien sencilla, puesto que la entropia se ha
    definido como:

    En donde k es la constante de Bolzmall es la probabilidad
    termodinámica. En vista de la anterior disertación,
    la tercera ley equivale a establecer que:

    cuando
    0.

    Esto significa que sólo existe una forma
    de ocurrencia del estado de energía mínima para una
    sustancia que obedezca la tercera ley.

    Hay varios casos referidos en la literatura en donde los
    cálculos basados en la tercera ley no están
    desacuerdo con los experimentos. Sin
    embargo, en todos los casos es posible explicar el desacuerdo
    sobre la base de que la sustancia no es "pura", esto es, pueda
    haber dos o más isótopos o presentarse
    moléculas diferentes o, también, una distribución de no equilibrio de las
    moléculas. En tales casos hay más de un estado
    cuántico en el cero absoluto y la entropia no
    tiende a cero.

    Entropía.

    La entropía, como todas las variables de
    estado, dependen sólo de los estados del sistema, y
    debemos estar preparados para calcular el cambio en la
    entropía de procesos
    irreversibles, conociendo sólo los estados de principio y
    al fin. Consideraremos dos ejemplos:

    1.- Dilatación libre: Dupliquemos el
    volumen de un
    gas, haciendo
    que se dilate en un recipiente vacío, puesto que no se
    efectúa reacción alguna contra el vacío,
    y, como el
    gas se
    encuentra encerrado entre paredes no conductoras, . por la primera ley se
    entiende que o:

    donde y
    se refieren a los
    estados inicial y final (de equilibrio). Si el gas es ideal,
    depende
    únicamente de la temperatura y no de la presión o
    el volumen, y la
    ecuación implica que .

    En realidad, la dilatación libre es irreversible,
    perdemos el control del
    medio ambiente
    una vez que abrimos la llave. Hay sin envergo, una diferencia de
    entropía ,
    entre los estados de equilibrio inicial y final, pero no podemos
    calcularla con la ecuación , por que esta relación se aplica
    únicamente a trayectorias reversibles; si tratamos de usar
    la ecuación, tendremos inmediatamente la facultad de que
    Q = 0 para la dilatación libre – además – no
    sabremos como dar valores
    significativos de T en los estados intermedios que no son
    de equilibrio.

    Entonces, ¿Cómo calcularemos
    Sf – Si para estos estados?, lo
    haremos determinando una trayectoria reversible (cualquier
    trayectoria reversible) que conecte los estados y f, para así
    calcular el cambio de entropía de la trayectoria. En la
    dilatación libre, un trayecto reversible conveniente
    (suponiendo que se trate de un gas ideal) es una
    dilatación isotérmica de VI a
    Vf
    (=2Vi). Esto corresponde a la
    dilatación isotérmica que se lleva a cabo entre los
    puntos a y b del ciclo del Carnot.

    Esto representa un grupo de
    operaciones
    muy diferentes de la dilatación libre y tienen en
    común la única condición de que conectan el
    mismo grupo de
    estados de equilibrio, y f. De la ecuación y el ejemplo 1 tenemos.

    Esto es positivo, de tal manera que la entropía
    del sistema aumenta en este proceso adiabático
    irreversible. Nótese que la dilatación libre es un
    proceso que, en la naturaleza se
    desarrolla por sí mismo una vez iniciado. Realmente no
    podemos concebir lo opuesto, una compresión libre en la
    que el gas que en un recipiente aislado se comprima en forma
    espontanea de tal manera que ocupe solo la mitad del volumen que tiene
    disponible libremente. Toda nuestra experiencia nos dice que el
    primer proceso es inevitable y virtualmente, no se puede concebir
    el segundo.

    2.- Transmisión irreversible de
    calor.
    Como otro ejemplo, considérense dos cuerpos
    que son semejantes en todo, excepto que uno se encuentra a una
    temperatura TH y el otro a la temperatura
    TC, donde TH>
    TC
    . Si ponemos ambos objetos en contacto dentro de
    una caja con paredes no conductoras, eventualmente llegan a la
    temperatura común Tm, con un valor entre
    TH y TC; como la
    dilatación libre, el proceso es irreversible, por que
    perdemos el control del
    medio
    ambiente, una vez que colocamos los dos cuerpos en la caja.
    Como la dilatación libre, este proceso también es
    adiabático (irreversible), por que no entra o sale calor
    en el sistema durante el proceso.

    Para calcular el cambio de entropía para el
    sistema durante este proceso, de nuevo debemos encontrar un
    proceso reversible que conecte los mismos estados inicial y final
    y calcular el cambio de entropía, aplicando la
    ecuación al proceso. Podemos hacerlo, si imaginamos que tenemos a
    nuestra disposición un deposito de calor de gran capacidad
    calorífica, cuya temperatura T este bajo nuestro
    control, digamos,
    haciendo girar una perilla. Primero ajustamos, la temperatura del
    deposito a TH a Tm, quitando calor
    al cuerpo caliente al mismo tiempo. En este
    proceso el cuerpo caliente pierde entropía, siendo el
    cambio de esta magnitud .

    Aquí T1 es una temperatura
    adecuada escogida entre TH y
    Tm y Q es el calor
    extraído.

    En seguida ajustamos la temperatura de nuestro
    depósito a Tc y lo colocamos en contacto
    con el segundo cuerpo (el más frío). A
    continuación elevamos lentamente (reversiblemente) la
    temperatura del depósito de Tc a
    Tm, cediendo calor al cuerpo frío
    mientras lo hacemos. El cuerpo frío gana entropía
    en este proceso, siendo su cambio.

    Aquí T2 es una temperatura
    adecuada, escogida para que quede entre Tc y
    Tm
    y Q es el calor agregado. El calor
    Q agregado al cuerpo frío es igual al Q
    extraído del cuerpo caliente.

    Los dos cuerpos se encuentran ahora en la misma
    temperatura Tm y el sistema se encuentra en
    el estado de
    equilibrio final. El cambio de entropía para el sistema
    completo es:

    Como T1>T2, tenemos
    Sf >Si. De nuevo, como para la
    dilatación libre, la entropía del sistema aumenta
    en este proceso reversible y adiabático.

    Nótese que, como la dilatación libre,
    nuestro ejemplo de la conducción del calor es un proceso
    que en la naturaleza se
    desarrolla por sí mismo una vez que se ha iniciado. En
    realidad no podemos concebir el proceso opuesto, en el cual, por
    ejemplo, una varilla de metal en equilibrio térmico a la
    temperatura del cuarto espontáneamente se ajuste de tal
    manera, que un extremo quede más caliente y en el otro
    más frío. De nuevo, la naturaleza tiene
    la preferencia irresistible para que el proceso se efectúe
    en una dirección determinada y no en la
    opuesta.

    En cada uno de estos ejemplos, debemos distinguir
    cuidadosamente el proceso real (irreversible) (dilatación
    libre o transmisión del calor) y el proceso reversible que
    se introdujo, para que se pudiera calcular el cambio de
    entropía en el proceso real.

    Podemos escoger cualquier proceso reversible, mientras
    conecte los mismos estados inicial y final que el proceso real;
    todos estos procesos reversibles llevarán al mismo cambio
    de entropía porque ella depende sólo los estados
    inicial y final y no de los procesos que los conectan, tanto si
    son reversibles como si son irreversibles.

    Calor y
    Temperatura

    Mediante el contacto de la epidermis con un objeto se
    perciben sensaciones de frío o de calor, siendo
    está muy caliente. Los conceptos de calor y frío
    son totalmente relativos y sólo se pueden establecer con
    la relación a un cuerpo de referencia como, por ejemplo,
    la mano del hombre.

    Lo que se percibe con más precisión es la
    temperatura del objeto o, más exactamente todavía,
    la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la mano que
    la toca. Ahora bien, aunque la sensación experimentada sea
    tanto más intensa cuanto más elevada sea la
    temperatura, se trata sólo una apreciación muy poco
    exacta que no puede considerarse como medida de temperatura. Para
    efectuar esta ultima se utilizan otras propiedades del calor,
    como la dilatación, cuyos efectos son
    susceptibles.

    Con muy pocas excepciones todos los cuerpos aumentan de
    volumen al calentarse y diminuyen cuando se enfrían. En
    caso de los sólidos, el volumen suele incrementarse en
    todas las direcciones se puede observar este fenómeno en
    una de ellas con experiencia del pirometró del
    cuadrante.

    El, pirometro del cuadrante consta de una barra
    metálica apoyada en dos soportes, uno de los cuales se
    fija con un tornillo, mientras que el otro puede deslizarse y
    empujar una palanca acodada terminada por una aguja que recorre
    un cuadrante o escala cuadrada.
    Cuando, mediante un mechero, se calienta fuertemente la barra,
    está se dilata y el valor del alargamiento, ampliado por
    la palanca, aparece en el cuadrante.

    Otro experimento igualmente característico es el llamado del anillo
    de Gravesande.
    Este aparato se compone de un soporte del que
    cuelga una esfera metálica cuyo diámetro es
    ligeramente inferior al de un anillo el mismo metal por el cual
    puede pasar cuando las dos piezas están a l a misma
    temperatura. Si se calienta la esfera dejando el anillo a la
    temperatura ordinaria, aquella se dilata y no pasa por el anillo;
    en cambio puede volver a hacerlo una vez enfriada o en el caso en
    que se hayan calentando simultáneamente y a la misma
    temperatura la esfera y el anillo.

    La dilatación es, por consiguiente, una primera
    propiedad
    térmica de los cuerpos, que permite llegar a la
    noción de la temperatura.

    La segunda magnitud fundamental es la cantidad de
    calor
    que se supone reciben o ceden los cuerpos al calentarse
    o al enfriarse, respectivamente.

    La cantidad de calor que hay que proporcionar a un
    cuerpo para que su temperatura aumente en un numero de unidades
    determinado es tanto mayor cuanto más elevada es la masa
    de dicho cuerpo y es proporcional a lo que se denomina calor
    especifico
    de la sustancia de que está
    constituido.

    Cuando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos, el
    calor se propaga a los que son próximos y la diferencia de
    temperatura entre el punto calentado directamente y otro situado
    a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor
    es dicho cuerpo. Si la conductabilidad térmica de
    un cuerpo es pequeña, la transmisión del calor se
    manifiesta por un descenso rápido de la temperatura entre
    el punto calentado y otro próximo. Así sucede con
    el vidrio, la
    porcelana, el caucho, etc. En el caso contrario, por ejemplo con
    metales como el
    cobre y la
    plata, la conductabilidad térmica es muy grande y la
    disminución de temperatura entre un punto calentado y el
    otro próximo es muy reducida.

    Se desprende de lo anterior que el estudio del calor
    sólo puede hacerse después de haber definido de una
    manera exacta los dos términos relativos al propio calor,
    es decir, la temperatura, que se expresa en grados, y la
    cantidad de calor, que se expresa en
    calorías.

    Habrá que definir después algunas
    propiedades específicas de los cuerpos en su manera de
    comportarse con respecto al calor y la conductabilidad
    térmica.

    Escalas de medición de
    la temperatura

    Las dos escalas de temperatura de uso común son
    la Celsius (llamada anteriormente
    ‘’centígrada’’) y la Fahrenheit.
    Estas se encuentran definidas en términos de la escala Kelvin,
    que es las escala
    fundamental de temperatura en la
    ciencia.

    La escala Celsius de
    temperatura usa la unidad ‘’grado
    Celsius’’ (símbolo 0C), igual a la
    unidad ‘’Kelvin’’. Por esto, los
    intervalos de temperatura tienen el mismo valor numérico
    en las escalas Celsius y Kelvin. La definición original de
    la escala Celsius se
    ha sustituido por otra que es más conveniente. Sí
    hacemos que Tc represente la escala de
    temperatura, entonces:

    Tc = T –
    273.150

    relaciona la temperatura Celsius Tc
    (0C) y la temperatura Kelvin T(K). Vemos que el
    punto triple del agua
    (=273.16K por definición), corresponde a
    0.010C. La escala Celsius se definió de tal
    manera que la temperatura a la que el hielo y el aire saturado con
    agua se
    encuentran en equilibrio a la presión atmosférica –
    el llamado punto de hielo – es 0.00 0C y la
    temperatura a la que el vapor y el agua
    liquida, están en equilibrio a 1 atm de presión -el
    llamado punto del vapor- es de 100.00 0C.

    La escala Fahrenheit, todavía se usa en algunos
    países que emplean el idioma ingles aunque usualmente no
    se usa en el trabajo
    científico. Se define que la relación entre las
    escalas Fahrenheit y Celsius es:

    .

    De esta relación podemos concluir que el punto
    del hielo (0.000C) es igual a 32.0 0F, y
    que el punto del vapor (100.00C) es igual a 212.0
    0F, y que un grado Fahrenheit es exactamente igual
    del tamaño
    de un grado celcius.

    Teoría cinética de
    los gases.

    La termodinámica se ocupa solo de variables
    microscópicas, como la presión, la temperatura y el
    volumen. Sus leyes
    básicas, expresadas en términos de dichas
    cantidades, no se ocupan para nada de que la materia esta
    formada por átomos. Sin embargo, la mecánica
    estadística
    , que estudia las mismas áreas de
    la ciencia que
    la termodinámica, presupone la existencia de los
    átomos. Sus leyes
    básicas son las leyes de la
    mecánica, las que se aplican en los átomos que
    forman el sistema.

    No existe una computadora
    electrónica que pueda resolver el problema
    de aplicar las leyes de la
    mecánica individualmente a todos los átomos que se
    encuentran en una botella de oxigeno, por
    ejemplo. Aun si el problema pudiera resolverse, los resultados de
    estos cálculos serian demasiados voluminosos para ser
    útiles.

    Afortunadamente, no son importantes las historias
    individuales detalladas de los átomos que hay en un gas,
    si sólo se trata de determinar el comportamiento
    microscópico del gas. Así, aplicamos las leyes de la
    mecánica estadísticamente con lo que nos damos
    cuenta de que podemos expresar todas las variables
    termodinámica como promedios adecuados de las propiedades
    atómicas. Por ejemplo, la presión ejercida por un
    gas sobre las paredes de un recipiente es la rapidez media, por
    unidad de área, a la que los átomos de gas
    transmiten ímpetu a la pared, mientras chocan con ella. En
    realidad el numero de átomos en un sistema
    microscópico, casi siempre es tan grande, que estos
    promedios definen perfectamente las cantidades.

    Podemos aplicar las leyes de la mecánica
    estadísticamente a grupos de
    átomos en dos niveles diferentes. Al nivel llamado
    teoría
    cinética,
    en el que procederemos en una forma
    más física, usando para
    promediar técnicas matemáticas bastantes simples.

    En otro nivel, podemos aplicar las leyes de la
    mecánica usando técnicas que son más
    formales y abstractas que las de la teoría
    cinética. Este enfoque desarrollado por J. Willard Gibbs
    (1839-1903) y por Ludwig Boltzmann (1844-1906)entre otros, se
    llama mecánica estadística, un termino que incluye a la
    teoría
    cinética como una de sus ramas. Usando estos métodos
    podemos derivar las leyes de la termodinámica,
    estableciendo a esta ciencia como
    una rama de la mecánica. El florecimiento pleno de la
    mecánica estadística (estadística cuántica), que comprende
    la aplicación estadística de las leyes de la
    mecánica cuántica, más que las de la
    mecánica clásica para sistemas de
    muchos átomos.

    Gas ideal : Una descripción
    macroscópica
    .

    Hagamos que cierta cantidad de gas esté confinada
    en un recipiente del volumen V. Es claro que podemos
    reducir su dencidad, retirando algo de gas en el recipiente, o
    colocando el gas en un recipiente más grande. Encontramos
    experimentalmente que a densidades lo bastante pequeñas,
    todos los gases tienden
    a mostrar ciertas relaciones simples entre las variables
    termodinámicas p,V y T. Esto sugiere
    el concepto de un
    gas ideal, uno que tendra el mismo comportamiento
    simple, bajo todas las condiciones de temperatura y
    presión.

    Dado cualquier gas en un estado de equilibrio
    térmico, podemos medir su presión p, su
    temperatura T y su volumen V. Para valores
    suficientes pequeños la densidad, los
    experimentos
    demuestran que (1) para una masa dada de gas que se mantiene a
    temperatura constante, la presión es inversamente
    proporcional al volumen (ley de Boyle), y (2) para una masa dada
    de gas que se mantiene a presión constante, el volumen es
    directamente proporcional a la temperatura (ley de Charles y Gay
    Lussac). Podemos resumir estos resultados experimentales por
    medio de la relación:

    una
    constante (para una masa fija de gas).

    El volumen ocupado por un gas a una presión y
    temperaturas dadas, es proporcional a la masa del gas.
    Así, la constante de la ecuación una constante,
    también debe ser proporcional a la masa del gas, por ello
    escribimos la constante de la ecuación una constante; como
    nR, donde n es el numero de moles de gas en la
    muestra y
    R es una constante que debe determinarse en forma
    experimental para cada gas. Los experimentos
    demuestran que, a dencidades suficientes pequeñas,
    R tiene el mismo valor para todos los gases, a
    saber,

    R=8.314 J/mol K = 1.986 cal/mol
    K

    R se llama la constante universal de los
    gases
    . Con esto escribimos la ecuación una constante, en la
    forma:

    pV=nRT,

    y definimos a un gas ideal, como aquel que obedece esta
    relación bajo todas las condiciones. No existe algo que
    seaen verdad un gas ideal, pero sigue siendo concepto muy util
    y sencillo, relacionado realmente, con el hecho que todos los
    gases reales
    se aproximan a la abtracción de los gases ideales
    en su comportamiento, siempre que la densidad sea
    suficientemente pequeña. pV=nRT se llama
    ecuación de estado de un gas ideal.

    Si pudieramos llenar al bulbo de un termonetro de gas
    (ideal) a volumen constante, un gas ideal, de veriamos, deacuerdo
    con la ecuación pV=nRT, que podemos definir la
    temperatura en terminos de sus lecturas de presión; esto
    es: (gas
    ideal).

    Aquí es la presión del gas en el punto triple del agua, en el
    que la temperatura es por definición 273.16 K. En la practica, debemos
    llenar nuestro termometro con
    un gas real y medir la temperatura extrapolando a la densidad cero,
    usando la ecuación:

    (gas
    real).

    Gas ideal: una descripción
    microscópica.

    Desde el punto de vista microscópico, definimos a
    un gas ideal haciendo las siguientes suposiciones, con lo que
    nuestra tarea sera la de aplicar las leyes de la mecánica
    clásica, estadisticamente, a los atomos del gas y
    demostrar que nuestra definición microscópica es
    consecuente co la definición macroscópica de la
    sección procedente:

    1.- Un gas esta formado por particulas
    llamadas moleculas
    . Dependiendo del gas, cada molecula esta
    formada por un atomo o un grupo de
    atomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado
    estable, consideramos que todas sus moleculas son
    identicas.

    2.- Las moleculas se encuentran animadas de
    movimiento
    aleatorio y oobedecen las leyes de
    Newton del movimiento.
    Las moleculas se mueven en todas
    direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las
    propiedades del movimiento
    suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en
    el nivel microscopico. Como para todas nuestras suposisiones,
    esta mantendra o desechara, dependiendo de si los hechos
    experimentales indican o no que nuestras predicciones son
    corectas.

    3.- El numero total de moleculas es
    grande.
    La dirección y la repidez del movimiento de
    cualquiera de las moleculas puede cambiar bruscamente en los
    choques con las paredes o con otras moleculas. Cualquiera de las
    moleculas en particular, seguira una trayectoria de zigzag,
    debido a dichos choques. Sin embargo, como hay muchas moleculas,
    suponemos que el gran numero de choques resultante mantiene una
    distribución total de las velocidades
    moleculares con un movimiento
    promedio aeleatorio,

    4.- El volumen de las moleculas es una
    fracción despresiablemente pequeña del volumen
    ocupado por el gas.
    Aunque hay muchas moleculas, son
    extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado
    por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca
    dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado
    por el liquido puede ser miles de veces menor que la del gas se
    condensa, el volumen ocupado por el liquido puede ser miles de
    veces menor que el del gas. De aqui que nuestra suposición
    es posible.

    5.- No actuan fuerzas apresiables sobre las
    moleculas, excepto durante los choques.
    En el grado de que
    esto sea cierto, una molecula se movera con velocidad
    uniformeentre los choques. Como hemos supuesto que las
    moléculas son tan pequeñas, la distancia media
    entre ellas es grande en comparación con el tamaño
    de una de las moléculas. De aquique suponemos que el
    alcance de las fuerzas moleculares es comparable al tamaño
    molecular.

    6.- Los choques son elasticos y de
    duración despresiable.
    En las choques entre las
    moleculas con las paredes del recipiente se conserva el impetu y
    (suponemos)la energia
    cenetica. Devido a que el tiempo de choque
    es despresiable comparado con el tiempo que
    transcurreentre los choque de moleculas, la energia
    cinetica que se convierte en nergia potencial durante el choque,
    queda disponible denuevo como energia
    cinetica, despues de un tiempo tan corto,
    que podemos ignorar este cambio por completo.

    Leyes de los gases:

    Toda las masas gaseosas experimentan
    variaciones de presión, volumen y temperatura que se rigen
    por las siguientes leyes:

    primera ley (Boyle-Mariotte)

    Los volumenes ocupados por una misma masa gaseosa
    conservandose su temperatura constante, son inversamente
    proporcionales a la presión que soporta.

    Formula

    interpretación

    observación

    V= volumen inicial

    V´=volumen final

    P= presión
    inicial

    P´=Presión
    final

     

    Segunda ley (Gay-Lussac).

    Cuando se calienta un gas, el volumen aumenta 1/273
    parte de su valor primitivo, siempre que la presión no
    varie. Temperatura y volumen son directamente
    proporcioneles.

    Formula

    interpretación

    observación

    V= volumen inicial

    V´=volumen final

    T= temperatura inicial

    T´=temperatura
    final

     

    Tercera ley (Charles)

    La presión ejercida por una masa gaseosa es
    directamente proporcional a su temperatura absoluta, siempre que
    el volumen sea constante.

    Formula

    interpretación

    observación

    P= presión
    inicial

    P´=presión
    final

    T= temperatura inicial

    T´=temperatura
    final

     

    Ecuación general del estado
    gaseoso.

    En una masa gaseosa los volumenes y las presiones son
    directamente proporcioneles a sus temperaturas absolutas e
    inversamente proporcionales entre sí.

     

    Formula

    Interpretación

    Despejando
    presión

    (a)

    (b)

    (c)

    (d)

    P=presión inicial

    P´=presión
    final

    V=volumen final

    V´=volumen final

    T´=temperatura
    final

    T=temperatura fianl

    " EL MISTERIO DE El NIÑO
    CAMBIA AL MUNDO "

    SUS EFECTOS, PREVISIBLES HASTA
    1988.

    Pescadores peruanos y ecuatorianos fueron los
    primeros en percatarse de un fenómeno climático que
    ocurría con alguna regularidad, lo llamaron El
    niño
    pues se presentaba en vísperas de Navidad y lo
    asociaban con la llegada del niño Jesús.
    Posteriormente llamó la atención de los
    científicos, quienes comenzaron a estudiarlo.

    Durante 1997 el fenómeno ha causado severos
    cambios en el clima de todo el
    mundo. Según la Administración Nacional
    Oceanográfica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas
    en ingles) en el continente americano provocara "inusuales
    alteraciones del clima", que se
    presentaran de noviembre de 1997 a marzo de 1998; las
    observaciones satelitales el aumento de la temperatura del
    Pacifico ecuatorial.

    Ants Leetmaa, director del Centro de Predicciones
    Climáticas de la NOAA, menciono algunas de estas inusuales
    modificaciones: monzones en el sudeste de Asia e India;
    sequías en Estados Unidos,
    sudeste de África, Australia y el noreste de Brasil; fuertes
    tormentas en el Océano Pacifico e inundaciones en
    Perú, Ecuador,
    Centroamericana y el sur de Estados Unidos.
    Por su parte, investigadores del Centro de Predicción
    Ambiental Marítima de China
    informaron que el fenómeno meteorológico
    será el mas fuerte de este siglo y sus efectos se
    agudizaran a finales del año. Son Xuejia, director del
    centro, advirtió: "En estos momentos la fuerza de esta
    alteración natural es igual a la de 1982, pero se espera
    que se fortalezca aun mas a finales de 1997".

    Dice que el mar ha registrado movimientos violentos y la
    alteración de las temperaturas atmosféricas indica
    que durante este año El niño se presentara
    con tal fuera que probablemente será catalogado como el
    peor del siglo.

    EL NIÑO DEL SIGLO.

    Desde que se estudia, uno de los peores fenómenos
    que se ha presentado es el de 1982-1983, cuando provoco
    inundaciones en Perú, lluvias torrenciales en el sur de
    California y benefició con un invierno anormal a una parte
    de Estados
    Unidos. En lo que fue su ultimo gran golpe, el meteoro causo
    graves sequías en Indonesia, África y Australia;
    persistentes lluvias en América, además de severas
    inundaciones y deslizamientos.

    En este periodo, ocasiono mas de 2 mil muertes en el
    mundo y dalos materiales por
    13 mil millones de dólares. Por ahora, los
    pronósticos señalan que el fenómeno
    seguirá fortaleciéndose, pasara por su
    máxima intensidad hacia finales de este año y se
    prolongara en su fase de debilitamiento en los primeros meses del
    año.

    ¿ QUÉ ES EL NIÑO
    ?

    Es una masa de agua con una
    temperatura por arriba de lo normal y se asocia con los tifones,
    inundaciones, sequías terrestres y toda clase de cambios
    climáticos. Se desplaza desde las costas de Indonesia por
    la línea ecuatorial, hasta las costas del pacifico
    sudamericano en el verano del Hemisferio Sur; al suceder esto,
    las aguas costeras de Perú, Ecuador y del
    norte de Chile se
    elevan algunos grados por encima del promedio.

    Este fenómeno que se genera con intervalos de dos
    a siete años se caracteriza porque la superficie del mar y
    la atmósfera sobre él presentan una
    condición anormal durante un periodo de 12 a 18 meses, que
    decae cuando no hay suficiente agua
    cálida para sostener el ciclo.

    El Ingeniero Carlos Espinosa González, gerente del
    Sistema Meteorológico Nacional (SMN), explico que el
    meteoro se inicia durante el verano, se propaga hacia el este y
    alcanza su etapa de madurez en el invierno del Hemisferio Norte.
    El niño se origina en el Océano Pacifico
    tropical, cerca de Australia e Indonesia, donde aumenta la
    temperatura de las aguas superficiales. Este máximo de
    temperatura se desplaza gradualmente hacia el este y alrededor de
    seis meses después, alcanza la costa de América
    del Sur, en el extremo este del Pacifico.

    El desplazamiento del máximo de temperatura va
    acompañado de un enfriamiento relativo en el Océano
    Pacifico Occidental, cerca de Asia. Mientras
    esto sucede en el océano, en la atmósfera, se altera
    el patrón de la presión atmosférica, la cual
    baja en el este del Pacifico y sube en el oeste. A la
    aparición y desplazamiento del máximo de
    temperatura se le ha nombrado "episodio cálido" y al sube
    y baja de la presión, oscilación del
    sur.

    En tanto, los científicos lo llamaron ENOS (El
    niño, Oscilación del Sur)
    y lo definen como
    alteraciones de los patrones de circulación del
    océano y la atmósfera. Durante
    ENOS se altera la presión atmosférica en
    zonas distintas entre sí, cambia la dirección y
    velocidad del
    viento y se desplazan las zonas de lluvia de la región
    tropical. En el océano, la contracorriente ecuatorial, que
    dirige las aguas frías de la corriente del Perú
    hacia el oeste, se debilita, favoreciendo el transporte de
    aguas cálidas hacia la costa de América
    del Sur.

    Los cambios climáticos que acompañan a
    El niño son:

    • Sube la presión atmosférica en el
      Pacifico, a la altura del Ecuador
      sobre el oeste.
    • Los vientos predominantes se debilitan y revierten su
      dirección normal.
    • El agua oceánica fluye a mayor temperatura
      hacia el Ecuador.

    Se producen fuertes lluvias en el Pacifico Central y
    este, a la altura del Ecuador.

    Lo contrario a este fenómeno es La
    niña
    o fase fría de ENOS. En este caso
    las aguas son más frías de lo normal en el Pacifico
    tropical del este, a la altura de las costas de
    Sudamérica.

    Cuando se presenta en territorio nacional, los veranos
    son lluviosos, el invierno es tibio y la actividad de huracanes
    aumenta principalmente en el Golfo de México y
    en el Océano Atlántico.

    No se sabe cuando será el año de La
    niña
    ; por lo pronto, hasta los primeros meses de 1998,
    El niño seguirá modificando los patrones del
    clima del
    mundo. Estos fenómenos no se pueden presentar al mismo
    tiempo y tampoco es factible predecir cuando volverá a
    darse cualquiera de los dos.

    LA LLEGADA DE EL
    NIÑO
    .

    Se ha presentado 17 veces desde 1925. Entre lo mas
    recordados esta el de 1953, pero al de este año es al que
    se ha considera como el más intenso. Los
    científicos atribuyen a varias causas naturales su
    aparición. Daniel Walter, investigador de la Universidad de
    Hawai, asocia el fenómeno con la actividad que ocurre con
    el lecho del océano, dice que hay una conexión
    entre los terremotos
    bajo el mar y la incidencia de El niño.

    En su opinión, la aparición del
    fenómeno coincidió con sismos en el East
    Pacific Rise, una cadena montañosa ubicada en el
    océano. La temperatura volcánica llegaba a la
    superficie del este y calentaba el agua y el
    aire de la zona,
    desencadenando las anormalidades que lo caracterizan.

    Por su parte, John Toole, oceanografo de Massachusetts,
    explica que el problema lo provocan el océano y la
    atmósfera.
    "La principal causa esta en el primero, que es muy ancho para dar
    una respuesta uniforme a la acción de la radiación
    solar".

    En la actualidad los investigadores vinculan más
    estrechamente la ocurrencia de El niño con cambios
    en la presión atmosférica y en la dirección
    de los vientos en la zona ecuatorial. Carlos Espinosa lo define
    como una combinación de interacciones entre el
    océano y la atmósfera, pero advierte que "no se
    conocen las causas que originan el desarrollo del
    fenómeno y no se puede pronosticar. Se sabe que
    apareció cuando el agua del
    océano se calentó más de lo normal y
    predominaron los vientos de oeste a este.

    ¿Que es un
    coloide?

    Es un sisteme en el cual las particulas
    de una sustancia pueden hallarse en suspención en un
    liquido -sin tender a acumularse en la superficie ni en el fondo
    – merced a un equilibrio llamado estado coloidal (sustancia cuyas
    particulas tienen propiedades coloidales).

    Las particalas de todas las substancias coloidales se
    hayan cargadas electricamente y no pueden atravesar dichas
    membranas.

    Las particulas coloidales (micelas) se emulcionan en el
    seno del líquido y dan una seudosolución (sol) cuya
    estabilidad depende de la viscosidad y
    tensión superficial del solvente y de la carga electrica
    de las micelas. Esta carga puede ser negativa o positiva – segun
    la sustancia de que se trate – paro siempre del mismo signo para
    todas las micelas. Por consiguiente, estas se repelen y no pueden
    aglomerarse.

    Una parte de los tejidos vegetales
    y animales son
    de naturaleza coloidal. Además, los coloides constituyen
    el punto de partida deimportantes procesos industriales, cuales
    son la fabricación del caucho, de la seda artificial, del
    celuloide y otras materias.

    La suspención de particulas liquidas en un medio
    gaseoso es aerosol.

    ¿Que es el
    ozono?

    El ozono esta formado por los efluvios
    eléctricos, se encuentra en pequeñas cantidades en
    la baja atmosfera, pero
    existe tambuién en las capas más elevadas donde es
    engendrado por las radiaciones solares ultravioleta.

    Gas de la formula O3 que no es sino una
    variedad de oxigeno cuyas
    moleculas constan de tres atomos en vez de los que tiene la
    molecula de oxigeno
    ordinario.

    Si el ozono cotenido en la atmosfera se
    hallara en el suelo, a la
    temperatura y presión normales, formaria una capa del
    orden de 2, 5 mm de espesor. En realidad, casi todo este
    ozono esta consentrado en la ozonosfera, parte de laestratosfera
    siuada entre 15 y 40 km. Allí se produce, al ser
    disociadas las moléculas de oxigeno del
    aire por los
    rayos ultraviolados de origen solar y también por los
    electrones libres y las radiaciones libres y las radiaciones
    cosmicas. El ozono detiene asi a todos los rayos ultraviolados
    solares de la longitud de onda inferior a 2900 angströms,
    cuya circunstancia se debe – dado las referidas radiacines son
    mortales, tanto para los animales como
    para las plantas – La
    existencia de vida en nuestro planeta.

    Presión atmosfericaen
    relación al medio
    ambiente.

    El aire atmosferico
    ejerce sobre toda pared solida en la que se encuentra sumergido
    una presión perpendicular, que se denomina
    presión atmosferica, cuyo valor es aproximadamente
    de un kilogramo por centimetro cuadrado.

    La presión atmosferica es la que ejerce la
    atmosfera sobre
    todos los objetos que se hallan en contacto con ella y que no es
    sino la manifestación del peso del aire.

    Una columna de aire cuya base mida 1
    cm2 y cuya altura sea la de la atmosfera, pesa
    1003g y equilibra el peso de la columna de mercurio de
    igual diametro y de 76 cm de altura o una de agua de 10,33
    m, equivalentes a 1013 milibares. Dichos valores se
    refieren a la presión a nivel del mar, ya que, como la
    densidad del
    aire disminuye rapidamente con la altura, también
    experimenta un rapido descenso la presión, pues más
    de la mitad de todo el aire atmosfericose halla consentrado en
    los 5,000 primeros metros y 96% del mismo en los primeros 20,000
    m. De ahí la necesidad de comprimir el aire en las
    cabinas de los aviones y la imposibilidad para los mismos de
    sustentarse y de hallar en la alta atmosfera el
    oxígeno necesario para el funcionamiento de los motores de
    combustión aerobia. Pero los cohetes, que
    no se apoyan con los planos sustentasores y que llevan su propia
    reserva de comburente, se mueven y funcionan en las atmosferas
    más enraresidas e incluso en el vacío.

    La presión atmosferica al nivel del mar se halla
    sujeta a variaciones provocadas por os movimientos de las masas
    de aire, dado que un aire frío es más denso que un
    aire caliente. Estos cambios provocan perturbaciones del
    tiempo.

    Dicese que la atmosfera material rodea a las personas y
    a las cosas. Y por ext., la atmosfera moral y el
    conjunto de factores que contribuyen a crear una situación
    o estado particular alredor de una persona.

    ¿ PORQUÉ EL
    CIELO ES AZUL ?

    El azul del cielo y el rojo de la puesta del sol, se
    deben a un fenómeno llamado
    <<difusión>>. Cuando la luz del sol pasa por
    la atmósfera de la Tierra,
    mucha de la luz es recogida por las moléculas del aire y
    cedida otra vez en alguna otra dirección. El
    fenómeno es muy similar a la acción de las ondas del agua
    sobre los objetos flotantes. Si, por ejemplo, las ondulaciones
    procedentes de una piedra arrojada a un estanque de agua
    inmóvil encuentran algún corcho pequeño
    flotando en su superficie, el corcho cabecea subiendo y bajando
    con la frecuencia de las ondas que
    pasan.

    La luz se describe como actuando del mismo modo sobre
    moléculas del aire y finas partículas de polvo. Una
    vez puestas en vibración por una onda luminosa, una
    molécula o una partícula pueden emitir de nuevo luz
    absorbida, algunas veces en la misma dirección, pero
    generalmente en cualquier otra.

    Los experimentos
    demuestran, de acuerdo con la teoría
    de la difusión, que las ondas más
    cortas se difunden más fácilmente que las
    más largas. Para ser más específicos, la
    difusión es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la
    longitud de onda.

    Difusión µ 1/l
    4

    De acuerdo con esta ley las ondas cortas de
    la luz violeta se difunden diez veces más
    fácilmente que las ondas largas de
    la luz roja. Los otros colores se
    difunden en proporciones intermedias. Así cuando la luz
    solar entra en la atmósfera de la Tierra, la
    luz violeta y la azul, se difunden más, seguidas del
    verde, amarilla, anaranjada y roja, en el orden
    indicado.

    Para cada diez ondas violetas ( l = 0,00004 cm )
    difundidas en un haz, hay sólo una onda roja ( l = 0,00007
    cm ).

    Violeta azul verde amarilla anaranjada roja

    10 7 5 3 2 1

    A mediodía, en un día claro cuando
    el Sol
    está directamente en el cenit, el cielo entero aparece
    como azul claro. Este es el color compuesto
    de la mezcla de colores
    difundidos más efectivamente por las moléculas del
    aire. Puesto que el azul claro del triángulo de los
    colores se
    obtiene de la mezcla aditiva de violeta, azul, verde y
    amarillo.

    Las puestas de sol son rojas, la luz del cielo esta
    polarizada linealmente en bastante grado, como puede comprobarse
    sin dificultad mirando al cielo directamente hacia arriba, a
    través de una lamina polarizante, puesto que la luz difusa
    es sustraída del haz original, que resulta debilitado
    durante este proceso.

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