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Calor



CALOR

Escrito hace casi 400 años, Francis Bacon pensó calor es rápida agitación 'de las partículas de la materia”: No se debe pensar que el calor genera movimiento o el movimiento de calor (aunque en algunos aspectos esto es cierto ), pero la esencia misma del calor, lo sustancial de calor , es movimiento, y nada más. (Bacon , 1620 ).
Bellamente expresado, y muy parecida a nuestro punto de vista actual, pero lamentablemente Bacon fue lejos la cabeza de su tiempo. Muy diferentes teorías, respecto de calor como una especie de líquido, se presentaron durante los próximos 200 años, y dominó hasta bien entrado el siglo XIX. La aceptación final de Bacon llegó sólo al final del siglo, con el éxito de la teoría atómica de la materia. La teoría atómica sostuvo que todo consistía en arreglos de partículas fundamentales indivisibles, llamadas átomos y que sólo había un número limitado de tipos de átomo . (El nombre proviene de la uncuttable significado griego ïtï´ï¯ï­ï¯ï³) Como esta imagen de la materia se estableció, la teoría cinética del calor desarrollada rápidamente. Un simple gas tal como el helio fue visto a consistir en una número muy grande de átomos idénticos se mueven constantemente en direcciones al azar. Cuando la energía cinética media de los átomos se encontró que dependía sólo de la temperatura , que era un relativamente corto paso para identificarcalentar a sí misma como energía cinética. Para materiales más complejos, tales como moléculas o metales, la energía asociada con las fuerzas entre átomos deben también ser tenidos en cuenta, pero no es menos cierto que la energía térmica no es una nueva forma fundamental. El ' contenido de calor ' de un gas simple es no más que la energía cinética de sus átomos , y un aumento de la temperatura es un aumento en la velocidad media de estos átomos : medios más calientes más rápidas.


Figura 7 Francis Bacon (1561-1626). nacido en el Strand. Londres, educado en Cambridge y como abogado, encabezó una aventurera búsqueda de vida en los tribunales de Elizabeth I y James I. se convirtió en Lord Canciller, pero fue declarado culpable de aceptar sobornos. Él publico una confesión (que reivindica que aceptar sobornos no habría cambiado sus decisiones), fue multado y enviado a la Torre. El rey James pagó la multa y Bacon fue puesto en libertad al cabo de unos días. él escribió extensamente sobre muchos temas, pero es mejor conocido por el Avance de la ciencia y la NovumOrganum, en la que argumentó que la ciencia No debe continuar contemplando las obras de los filósofos griegos, sino el mundo natural.



La ciencia no se detiene; nuevosexperimentos se llevan a cabo y surgen nuevas teorías.Durante el último medio siglo dos objetivos principales han sido integrar las diferentes fuerzas en una teoría y comprender la naturaleza de las partículas. En esta búsqueda constante de la 'teoría del todo', incluso la distinción entre fuerzas y partículas comienza a desaparecer, pero estos acontecimientos están más allá del alcance de este libro.
Radiactividad y la fisión
Las masas atómicas relativas se muestran en la Figura 4,20 revelan que el número de protones y neutrones tienden a ser iguales en los átomos más ligeros, pero un exceso de neutrones se desarrolla gradualmente como los átomos se hacen más pesados (como por ejemplo, en cobre, más arriba].Podemos ver por qué estas deben ser necesarias. Debido a que cada protón repele todo otro protón, la energía necesaria para mantener a todos al mismo tiempo aumenta abruptamente cuando su número aumenta. Los neutrones no, por supuesto, la experiencia de la fuerza eléctrica, y todos los nucleones (protones y neutrones) se sienten atraídos el uno al otro por la fuerza nuclear fuerte. por lo que cualquier aumento en el número de neutrones ayuda a mantener la estabilidad frente a la tendencia creciente de los protones para llegar a romperse.Finalmente, más allá del elemento de bismuto, con 83 protones y 126 neutrones, no hay núcleos más estables.Todos los elementos más allá de bismuto son radioactivos: sus núcleos emiten espontáneamente partículas de alta energía cargadaseléctricamente. cambian en diferentes núcleos en el proceso.Si esto es así. scómo es que nos encontramos con uranio (número atómico 92] que todavía existen en la corteza de la Tierra?La respuesta es que se va desgastando, pero como veremos en el capítulo 10. muy lentamente.
La presencia de radiactividad muestra que los núcleos pueden ser inestables, pero es la fisión que ofrece la perspectiva de un continuo nos proveen de energía.En la fisión, a diferencia de la radiactividad, el núcleo se divide en dos partes aproximadamente iguales.Esto libera una gran cantidad de energía cuando los dos grupos apretados de protones llegar a romperse. sólo hay una forma natural de material fisible: el isótopo uranio-235.También es radiactivo. por lo que si su nucleo puede desintegrarse ya sea por el camino emitiendo una sola. mucho más ligero o por medio de partícula de aproximadamente división. .Ambos procesos liberar energía, y ambos se producen naturalmente en muy lento. Las diferencia fundamental es que mientras que no lo afecta la radioactividad mucho, hemos descubierto cómo controlar la velocidad de fisión. Puede ha 'aumentado a miles de millones de veces la tasa natural, con un correspondiente en la velocidad a la cual la energía es sed, relea (véanse los capítulos 10 y 11).
El núcleo de un átomo. con sus protones estrechamente empaquetadas. es un almacén de energía extremadamente compacta, y la energía liberada en la fisión de un núcleo es muchos millones de veces mayorque la liberada en la combustión de una molécula '.Como se ha mencionado anteriormente. más de lo I S en energía eléctrica hecho rel como los dos grupos de protones aparte.Enfissio n como en la radiactividad. la mayor parte es, de hecho, la energía eléctrica liberada como la energía cinética de rápido movimiento de partículas, pero las colisiones de estos con los átomos de la alfombra circundante rápidamente se transforma en energía térmica.


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