Termodinámica

La termodinámica es una rama de la física que se ocupa del calor, el trabajo y la temperatura, y su relación con la energía, la entropía y las propiedades físicas de la materia y la radiación. El comportamiento de estas cantidades se rige por las cuatro leyes de la termodinámica que transmiten una descripción cuantitativa utilizando cantidades físicas macroscópicas medibles, pero pueden explicarse en términos de constituyentes microscópicos mediante mecánica estadística. La termodinámica se aplica a una amplia variedad de temas en ciencia e ingeniería, especialmente química física, bioquímica, ingeniería química e ingeniería mecánica, pero también en otros campos complejos como la meteorología.

Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir del deseo de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor, particularmente a través del trabajo del físico francés Sadi Carnot (1824), quien creía que la eficiencia del motor era la clave que podría ayudar a Francia a ganar las guerras napoleónicas. El físico escocés-irlandés Lord Kelvin fue el primero en formular una definición concisa de termodinámica en 1854 que decía: "La termodinámica es el tema de la relación del calor con las fuerzas que actúan entre las partes contiguas de los cuerpos, y la relación del calor con la agencia eléctrica".."

La aplicación inicial de la termodinámica a los motores térmicos mecánicos se extendió rápidamente al estudio de compuestos químicos y reacciones químicas. La termodinámica química estudia la naturaleza del papel de la entropía en el proceso de las reacciones químicas y ha proporcionado la mayor parte de la expansión y el conocimiento del campo. Surgieron otras formulaciones de la termodinámica. La termodinámica estadística, o mecánica estadística, se ocupa de las predicciones estadísticas del movimiento colectivo de las partículas a partir de su comportamiento microscópico. En 1909, Constantin Carathéodory presentó un enfoque puramente matemático en una formulación axiomática, una descripción a menudo denominada termodinámica geométrica.

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