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El modelo cinetico de las particulas microscopicas - Clausius, Clausius'



Clausius.
Rudolf Julius Emmanuel Clausius1 (Koszalin, Prusia, 2 de enero de 1822- Bonn, 24 de agosto de 1888), fue un físico y matematico aleman, considerado uno de los fundadores centrales de la ciencia de la termodinamica.2 En su nueva formulación del principio de Sadi Carnot, conocido como ciclo de Carnot, propuso la teoría del calor conocida como la ley de la Constantinopla térmica sobre una base mas sólida y mas verdadera. En su trabajo mas importante sobre la teoría mecanica del calor, publicado en 1850, estableció por primera vez las ideas basicas de la segunda ley de la termodinamica. En 1865 introdujo el concepto de entropía.
Trabajo[editar]


La tesis de Clausius sobre la refracción de la luz propuso que vemos un cielo azul durante el día, y varios tonos de rojo al amanecer y al atardecer (entre otros fenómenos), debido a la reflexión y refracción de la luz. Mas tarde, Lord Rayleigh demostraría que se trataba en realidad debido a la dispersión de la luz, sin embargo Clausius utiliza un enfoque mucho mas matematico que sus predecesores.Su artículo mas famoso, «Über die bewegende Kraft der Wärme» («Sobre la fuerza motriz del calor y las Leyes del calor que pueden ser deducidas»  se publicó en 1850 y se refería a la teoría mecanica del calor. En este trabajo, demostró que existía una contradicción entre el principio de Carnot yel concepto de conservación de la energía. Clausius reiteró las dos leyes de la termodinamica para superar esta contradicción (la tercera ley de la termodinamica fue desarrollada por Walther Nernst entre los años 1906 y 1912). Este trabajo lo hizo famoso entre los científicos.
Clausius hizo una importante contribución en 1857 al campo de la teoría cinética redefiniendo el modelo cinético de los gases de August Krönig, mucho mas simple, para incluir los movimientos de traslación, rotación y vibración de las moléculas. En este mismo trabajo introdujo el concepto de recorrido libre medio de una partícula.4 5 6
El volúmen atómico esta determinado por los electrones que se encuentran describiendo órbitas alrededor del núcleo. No todos los electrones tienen el mismo nivel de energía y en consecuencia no describen las mismas órbitas. Dada la dificultad para determinar con exactitud la velocidad y la posición del electrón en los atomos los científicos han diseñado modelos matematicos complicadísimos basados en el calculo de probabalidades los cuales no estan al alcance de un curso introductoriode química. Sin embargo, podemos decir en forma general que lo basico de este modelo lo constituyen las capas de electrones que son ciertas regiones energético - espaciales donde existe mayor probabilidad de encontrar a los electrones. En cada una de ellas se encuentra un número determinado de elctrones.
A las capas se le han asignado convencionalmente las letras K, L, M, N, O, P y Q; correspondiendo la primera capa de electrones K, a la mas próxima al núcleo y por lo tanto al nivel de menor contenido energético, y la última capa Q, a la mas lejana y de mayor nivel de energía.
El núcleo del atomo
La parte central del atomo de dimensiones extraordinariamente pequeñas y carga eléctrica positiva y recibe el nombre de núcleo. Su densidad de 40 millones de toneladas por cm cúbico.
La pequñez del núcleo es tal que la unidad de medida para las dimensiones nucleares es el Fermin (0 cm) y no el Angstron ( 0,00000001cm.), unidad de medida para las demensiones del mundo atómico, ¡100000 veces mas pequeña!
Estos diametros varían de atomo a atomo,peroi siempre dentro de esos mismos órdenes de magnitud.
Naturaleza de las partículas que constituyen el núcleo Las partículas elementales constituyentes del núcleo son los protones y los neutrones. Cada atomo tiene una carga nuclear positiva que le es característica, determinada por el número de protones.

El atomo del agua

Clausius deduce la Relación de Clausius-Clapeyron de termodinamica. Esta relación, que es una manera de caracterizar la transición de fase entre dosestados de la materia, tales como sólido y líquido, había sido desarrollada originalmente en 1834 por Émile Clapeyron.
Tres años antes de su muerte, Clausius escribe un pequeño opúsculo, titulado «Sobre los recursos energéticos de la naturaleza y su utilización para el bien de la humanidad», en el que advierte de que el futuro de la humanidad depende de ser capaces de alimentar nuestras industrias y maquinas con el sólo concurso de energías renovables, en definitiva, de energía solar, ya sea en forma directa o indirecta. Como él mismo enfatiza «No se trata aquí en absoluto de sopesar probabilidades, sino de que puede distinguirse con total certidumbre lo posible de lo imposible. Cualquier obtención de energía sin un gasto correspondiente de energía es absolutamente imposible Clausius es quizas uno de los primeros militantes ecologistas, por así decir. En todo caso, describió las consecuencias de las leyes de la termodinamica para la formulación una economía coherente con ellas, lo que daría lugar en el siglo XX a la creación de la economía ecológica.7


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