Termodinámica

Esta versión de Termodinámica es la del temario de Física de la UNAM, común a sus cuatro áreas. Se divide en dos mitades: primero el calor y la temperatura desde el punto de vista macroscópico (equilibrio, escalas, capacidad térmica y las leyes de la termodinámica) y después la mirada microscópica de la teoría cinética de los gases, que explica la temperatura y la presión a partir del movimiento de las moléculas y desemboca en la ecuación de los gases ideales. Otros temarios, como el de Ciencias Biológicas y de la Salud de la UAM, tratan el tema con solo dos apartados: leyes de la termodinámica y leyes de los gases.

Qué debes dominar

• Calor y temperatura: qué mide cada uno y por qué no son lo mismo.
• Equilibrio térmico y escalas absolutas: cuándo cesa el flujo de calor y cómo se pasa entre Celsius, Kelvin y Fahrenheit.
• Capacidad térmica y conductividad: cuánta energía se necesita para calentar y qué tan rápido la transmite un material.
• Las leyes de la termodinámica: el equilibrio, la conservación de la energía, el sentido de los procesos y el cero absoluto.
• Teoría cinética: modelo de partículas, temperatura como energía cinética media y ecuación de estado.

Cómo practicarlo

Hay reactivos conceptuales («¿qué diferencia hay entre calor y temperatura?», «¿cuál escala tiene el cero absoluto?»), de interpretación de procesos (un gas que se comprime, un café que se enfría) y de cálculo con Q = m·c·ΔT, la temperatura de mezcla o la ecuación P·V = n·R·T. Es frecuente que la respuesta dependa de usar temperatura absoluta o de convertir litros a metros cúbicos.

Errores comunes

• Sustituir grados Celsius en las leyes de los gases.
• Decir que un cuerpo «contiene calor»: el calor es energía en tránsito, no una propiedad que se almacene.
• Pensar que la temperatura de mezcla es el promedio simple sin considerar las masas.
• Atribuir a la segunda ley la idea de que el calor puede pasar solo del cuerpo frío al caliente.