Tercera Ley de la Termodinamica | Science Time

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13 Apr 201702:57

Summary

TLDREl video ofrece una visión detallada de las leyes fundamentales de la termodinámica, destacando la importancia de la ley cero, que confirma la existencia del calor, la ley primera que establece la conservación de la energía, y la ley segunda que aborda la entropía y la tendencia del universo hacia el desorden. Se menciona que la Nebulosa Boomerang en la constelación de Centauros es el lugar más frío del universo observable, con una temperatura de -272 grados Celsius, cercana al cero absoluto. La tercera ley de la termodinámica, desarrollada por Walter Bernstein entre 1906 y 1912, establece que al alcanzar el cero absoluto, todos los procesos físicos se detienen y la entropía alcanza su valor mínimo. Aunque es imposible alcanzar experimentalmente el cero absoluto debido a la segunda ley de la termodinámica, esta ley proporciona una pieza clave para entender la naturaleza del calor y el universo en su conjunto.

Takeaways

🔥 La ley cero de la termodinámica indica la existencia del calor.
🔋 La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
↔️ La segunda ley de la termodinámica describe el flujo de energía y presenta la entropía, que es la tendencia del orden al desorden.
🌌 El lugar más frío del universo observable es la nebulosa Boomerang en la constelación de Centauros, con una temperatura de -272 grados Celsius.
🧊 Científicos han alcanzado temperaturas muy bajas usando láseres para enfriar moléculas individuales de sodio y potasio a 500 nanokelvin.
❄️ La tercera ley de la termodinámica define el cero absoluto y su relación con la temperatura y la entropía.
🛑 Al alcanzar el cero absoluto (0 K), todos los procesos de un sistema físico se detienen y la entropía alcanza un valor mínimo y constante.
⛔ Es imposible alcanzar experimentalmente el cero absoluto debido a la segunda ley de la termodinámica, que impide que el calor viaje de un objeto a otro.
🔍 La tercera ley, desarrollada por Walter Bernstein entre 1906 y 1912, a menudo se conoce como el teorema de Mersing o el postulado de Eneresis.
⚖️ La entropía de un sistema en el cero absoluto es una constante definida, ya que existe un estado fundamental por el que su entropía está determinada.
📉 Es imposible alcanzar una temperatura igual a cero en un número finito de pasos, según la ley establecida por Nernst en 1912.

Q & A

¿Qué indica la ley cero de la termodinámica?
-La ley cero de la termodinámica indica que el calor existe y establece la posibilidad de medir la temperatura.
¿Cómo se define la primera ley de la termodinámica?
-La primera ley de la termodinámica, también conocida como la ley de la conservación de la energía, indica que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
¿Qué es la entropía y qué indica la segunda ley de la termodinámica?
-La entropía es la tendencia natural del orden a desorden en un sistema. La segunda ley de la termodinámica indica el flujo de energía y establece que el calor siempre se transferirá de un objeto de mayor energía a uno de menor energía, lo que aumenta la entropía del sistema.
¿Dónde se encuentra el lugar más frío del universo observable?
-El lugar más frío del universo observable es la Nebulosa Boomerang, en la constelación de Centauros, con temperaturas de hasta 272 grados Celsius por encima del cero absoluto.
¿Qué es el cero absoluto y cómo se relaciona con la tercera ley de la termodinámica?
-El cero absoluto es una temperatura teórica a la que no se puede llegar físicamente. La tercera ley de la termodinámica define que al alcanzar el cero absoluto (0 K), cualquier proceso de un sistema físico se detiene, la entropía alcanza un valor mínimo y constante.
¿Por qué es imposible alcanzar experimentalmente el cero absoluto?
-Es imposible alcanzar experimentalmente el cero absoluto debido a la segunda ley de la termodinámica, que postula que el calor siempre viajará del objeto de mayor energía al de menor energía. Cualquier intento de enfriar un objeto al cero absoluto resultaría en que el objeto recibiría energía del ambiente, impidiendo que se enfríe por completo.
¿Quién desarrolló la tercera ley de la termodinámica y cuándo?
-La tercera ley de la termodinámica fue desarrollada por el químico Walter Bernstein durante los años 1906 a 1912.
¿Cómo se refiere a la tercera ley de la termodinámica a menudo?
-La tercera ley de la termodinámica a menudo se refiere como el teorema de Mersing o el postulado de Eneresis.
¿Qué estableció Nerz en 1912 con respecto a la tercera ley de la termodinámica?
-En 1912, Nerz estableció que es imposible, por cualquier procedimiento, alcanzar la temperatura hipotética igual a cero en un número finito de pasos.
¿Por qué la entropía de un sistema en el ser absoluto es una constante definida?
-La entropía de un sistema en el ser absoluto es una constante definida porque, a temperaturas cero, existe un estado fundamental por el que su entropía está determinada sólo por la degeneración del estado fundamental.
¿Cómo pueden los científicos en la Tierra enfriar moléculas individuales y hasta qué temperatura han logrado?
-Los científicos han logrado enfriar moléculas individuales de sodio y potasio a 500 nano kelvin utilizando láseres, aunque aún no han alcanzado el cero absoluto.
¿Por qué es importante la tercera ley de la termodinámica para entender la naturaleza del mundo y el calor?
-La tercera ley de la termodinámica es importante porque, junto con los conceptos de temperatura y entropía, proporciona una pieza clave para entender la naturaleza del mundo y el calor, completando así el conjunto de leyes que rigen la termodinámica.

Outlines

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🌌 Leyes de la Termodinámica

Este párrafo introduce las leyes fundamentales de la termodinámica que se han estudiado en videos pasados. Se menciona la ley cero, que afirma la existencia del calor, la primera ley, que establece la conservación de la energía, y la segunda ley, que trata sobre el flujo de energía y presenta la entropía como la tendencia natural del orden al desorden. Además, se hace una referencia a la Nebulosa Boomerang en la constelación de Centauros, que es el lugar más frío del universo observable. Finalmente, se invita al espectador a ver el video hasta el final para entender la última ley de la termodinámica.

Mindmap

Keywords

💡Leyes de la termodinámica

Las leyes de la termodinámica son principios fundamentales que gobiernan la energía y su transformación en el universo. En el video, se discuten las tres leyes principales: la ley cero, que afirma la existencia del calor; la primera ley, que establece la conservación de la energía; y la segunda ley, que trata sobre el flujo de energía y la entropía. Estas leyes son cruciales para entender el tema central del video, que es la termodinámica y sus aplicaciones en la física.

💡Ley cero

La ley cero de la termodinámica establece que el calor es una propiedad real y que existe una temperatura más baja, conocida como cero absoluto. En el video, se menciona que esta ley es el punto de partida para entender la existencia del calor y cómo influye en el comportamiento energético de los sistemas físicos.

💡Primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica, también conocida como ley de la conservación de la energía, afirma que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma. En el contexto del video, esta ley es fundamental para entender cómo la energía fluye y se transforma en diferentes procesos físicos.

💡Segunda ley de la termodinámica

La segunda ley de la termodinámica establece que el calor fluye naturalmente de un objeto más caliente a uno más frío y que hay un aumento en la entropía en el proceso. Este concepto es clave en el video, ya que muestra la tendencia natural del universo hacia el desorden y cómo esto afecta el flujo de energía.

💡Entropía

La entropía es una medida de la desorden o la incertidumbre en un sistema. En el video, se relaciona con la segunda ley de la termodinámica y se discute cómo la entropía aumenta con el flujo de energía, representando la tendencia natural del universo hacia un estado más desordenado.

💡Cero absoluto

El cero absoluto es una temperatura teórica en la que los movimientos térmicos de los átomos cesarían por completo. En el video, se menciona que es imposible alcanzar el cero absoluto experimentalmente debido a la segunda ley de la termodinámica, y se relaciona con la tercera ley de la termodinámica, que establece que la entropía alcanza un valor mínimo en este punto.

💡Tercera ley de la termodinámica

La tercera ley de la termodinámica define el cero absoluto como un límite teórico que no puede ser alcanzado en un número finito de pasos. En el video, se discute cómo esta ley establece que, al llegar al cero absoluto, todos los procesos de un sistema físico se detendrán y la entropía alcanzará un valor mínimo y constante.

💡Constelación de Centauros

La constelación de Centauros es mencionada en el video como el lugar más frío del universo observable, con temperaturas que llegan a menos 272 grados Celsius o un grado Kelvin. Este ejemplo se utiliza para ilustrar la idea de lo extremadamente frío que puede llegar un entorno, en contraste con el concepto del cero absoluto.

💡Enfriamiento de moléculas

En el video, se habla sobre cómo los científicos han logrado enfriar moléculas individuales de sodio y potasio a 500 nano kelvin utilizando láseres. Este proceso es un ejemplo de los extremos a los que se puede llegar en el enfriamiento de sustancias, aunque aún no alcanza el cero absoluto.

💡Walter Bernstein

Walter Bernstein es el químico que desarrolló la tercera ley de la termodinámica durante los años 1906 a 1912. En el video, se le menciona como el creador de esta ley, que es una pieza clave para entender la naturaleza del mundo y el calor, complementando las leyes previas de la termodinámica.

💡Teorema de Mersing

El teorema de Mersing, a veces conocido como el postulado de Enersis, es otra forma en que se hace referencia a la tercera ley de la termodinámica. En el video, se menciona para destacar la importancia de esta ley en la física y cómo ha contribuido a la comprensión del comportamiento energético de los sistemas a temperaturas muy bajas.

💡Estado fundamental

El estado fundamental de un sistema es mencionado en el video en relación con la entropía en el cero absoluto. Se indica que a temperaturas cero, un sistema se encuentra en un estado fundamental, y es en este estado donde su entropía está determinada únicamente por la degeneración del estado fundamental.

Highlights

La ley cero de la termodinámica indica que el calor existe

La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma

La segunda ley de la termodinámica describe el flujo de energía y presenta la entropía como la tendencia del orden al desorden

La nebulosa Boomerang en la constelación de Centauros es el lugar más frío del universo observable a -272°C

Científicos han logrado enfriar moléculas individuales de sodio y potasio a 500 nanokelvin, aún no alcanzando el cero absoluto

La tercera ley de la termodinámica define el cero absoluto y su relación con la temperatura y la entropía

Al llegar al cero absoluto (0 K), cualquier proceso de un sistema físico se detiene y la entropía alcanza un valor mínimo y constante

Es imposible alcanzar experimentalmente el cero absoluto debido a la segunda ley de la termodinámica

La tercera ley de la termodinámica fue desarrollada por el químico Walter Bernstein entre 1906 y 1912

A menudo se le conoce como el teorema de Mersing o el postulado de Eneresis

La entropía de un sistema en el cero absoluto es una constante definida, debido a la existencia de un estado fundamental

En 1912, Nernst estableció la ley de la imposibilidad de alcanzar la temperatura cero en un número finito de pasos

La tercera ley es una pieza clave para entender la naturaleza del mundo y el calor

El vídeo ofrece información valiosa sobre las leyes fundamentales de la termodinámica

Se recomienda ver el vídeo hasta el final para comprender completamente los conceptos presentados

Los vídeos pasados también están disponibles en la descripción y en las tarjetas en esquina del vídeo

El cero absoluto es un concepto clave en la termodinámica que define los límites de enfriamiento de un sistema

La entropía es una medida de la degeneración del estado fundamental de un sistema a temperaturas cercanas al cero absoluto