La dinámica térmica, también llamada termodinámica, es el proceso de transferencia de calor de un área a otra. El calor es una forma de energía, lo que significa que la transferencia de calor es en realidad la transferencia de energía. Por esta razón, el estudio de la termodinámica es en realidad el estudio de cómo y por qué la energía entra y sale de los sistemas. Hay una variedad de experimentos diferentes que pueden ser efectivos para explicar la termodinámica a los niños.

Explicar la termodinámica

Antes de realizar experimentos, los niños primero necesitan comprender las tres leyes de la termodinámica. La primera ley de la termodinámica establece que cualquier cambio en la energía interna de un sistema es igual al sistema menos el trabajo que realiza el sistema. La segunda ley establece que el calor nunca puede transferirse de un cuerpo más frío a uno más cálido. La tercera ley de la termodinámica se refiere al estado de entropía, o aleatoriedad, en el que un sistema, cuando se acerca a una temperatura de cero absoluto, se ve obligado a extraer energía de otros sistemas cercanos; sin embargo, como extrae energía de estos sistemas, nunca alcanzará el cero absoluto, lo que hace que la tercera ley de la termodinámica sea una imposibilidad física.

Helado casero

Un experimento divertido y delicioso para niños puede emprender es hacer helados caseros, usando una receta que se encuentra en el sitio web Kelvin's Kids Club (zapatopi.net/kelvin/kidsclub). Siguiendo la receta, los niños habrán visto cómo la energía térmica en la mezcla de helado fluía a una solución de salmuera, que estaba a una temperatura más fría debido a la sal que se agregaba para bajar su temperatura, hasta que tanto el helado como la salmuera estaban a la misma temperatura. El calor del cuerpo más cálido se transfirió al cuerpo más frío hasta que ambos alcanzaron la misma temperatura, lo que demuestra la segunda ley de la termodinámica.

Hielo en ebullición

Este experimento analiza por qué una olla de agua hirviendo De repente deja de hervir cuando se coloca un cubo de hielo. Caliente una olla de agua en una estufa hasta que hierva constantemente, luego coloque varios cubos de hielo en la olla; el agua dejará de hervir inmediatamente. Este experimento también prueba la segunda ley de la termodinámica, que demuestra que el calor del quemador siempre fluirá hacia el objeto más frío en la olla, que en este caso es el hielo. Por lo tanto, el calor del quemador deja de hervir el agua ya que en su lugar funciona para hacer que el hielo sólido se derrita y se convierta en agua.

"La ciencia de cocinar"

Más experimentos apropiados para niños con termodinámica se puede encontrar en el libro de Peter Barnham "The Science of Cooking". Barnham, profesor de la Universidad de Bristol, U.K., explica cómo la preparación de alimentos y las comidas de cocina implican principios termodinámicos. En el libro, Barnham profundiza en la química de los alimentos, discutiendo cómo esto contribuye al sabor de un alimento en particular. Barnham también explora el papel de la termodinámica en la cocina, y la mayoría de los capítulos presentan un experimento basado en alimentos que los niños pueden realizar.