Por Nick Robinson | Actualizado el 24 de marzo de 2022
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La termodinámica es la rama de la física que explora cómo se comporta la energía en grandes sistemas. Conecta el movimiento de las partículas (energía cinética) y la energía almacenada de sus posiciones (energía potencial) con el calor y el trabajo que un sistema puede generar. A lo largo de siglos, científicos como Isaac Newton y James Joule destilaron este conocimiento en las tres leyes fundamentales que gobiernan todos los intercambios de energía.
La llamada ley "cero" establece el concepto de equilibrio térmico. Afirma que si dos sistemas están en equilibrio con un tercer sistema, también están en equilibrio entre sí. En la práctica, esto significa que cuando calientas una olla con agua, el calor se propaga uniformemente hasta que cada molécula en la olla alcanza la misma temperatura, aunque el calor se aplicó solo en el fondo.
También conocida como ley de conservación de la energía, la primera ley nos dice que la energía no se puede crear ni destruir, sólo transformar. La energía total de un sistema cerrado (la suma de la energía cinética y potencial) es igual al calor agregado menos el trabajo realizado. Este principio explica por qué un automóvil debe repostar combustible:la energía potencial química de la gasolina se convierte en trabajo mecánico y calor residual cuando el motor funciona.
La segunda ley introduce el concepto inevitable de entropía, la medida del desorden o energía inutilizable en un sistema. Afirma que ningún proceso puede convertir toda la energía disponible en trabajo útil; alguna fracción siempre se convertirá en calor residual. En los motores de combustión, incluso los diseños más eficientes pierden energía debido a la entropía, lo que también excluye las máquinas de movimiento perpetuo.
