Comencemos con la entropía
F. Herrmann
Universidad de Karlsruhe, Alemania; friedrich.herrmann@physik.uni-karlsruhe.de
Recibido el 1/02/09. Aprobado en versión final el 13/06/2010.
Abstract. When dealing with the concept of heat, the layman does not have particular problems: Heat is contained in hot bodies. The greater and the hotter a body, the more heat it contains. Heat goes or flows by itself from hot to cold, or from hot to less hot. Heat is produced within a flame, by mechanical friction or in the wire of a light bulb. It is strange, that physics has trouble with the concept of heat. Simple statements about the every-day concept of heat become incorrect, when interpreted in terms of the physical process quantity Q. They become correct, however, when the every-day heat concept is identified with the physical quantity “entropy” instead of Q. At the same time, one gets a simple intuition about entropy, otherwise infamous for its abstractness. A teaching sequence corresponding to the first five lessons of a thermodynamics course for beginners is presented, where entropy is introduced from the very beginning. In this short period of teaching time, not only the second and the third principle are introduced, but we also come to a physical description of basic processes of our everyday “thermal experience”. Entropy appears as a quantity no more difficult than length, time or mass.
Sumario. Al tratar con el concepto de calor, el hombre común no tiene demasiados problemas; él considera que el calor está contenido en los cuerpos calientes. Cuanto más grande y más caliente sea un cuerpo, tanto más calor contiene. El calor pasa por si sólo desde lo más caliente a lo más frío, o desde lo caliente a lo menos caliente. El calor se puede generar de diversas formas: en una llama, por fricción mecánica o en el filamento de una lámpara incandescente, entre otras. Puede parecer extraño que la Física tenga dificultades con dicho concepto. Proposiciones sencillas de la vida cotidiana sobre el calor resultan incorrectas, cuando se las interpreta en términos de la magnitud física Q. Sin embargo, se vuelven correctas al identificar el calor del profano con la magnitud física “entropía”, en lugar de Q. Así se logra al mismo tiempo un concepto intuitivo y simple sobre la entropía, magnitud normalmente conocida por su alto grado de abstracción. Presentamos las cinco primeras lecciones de un curso de termodinámica para principiantes, introduciendo la entropía desde el comienzo del curso. Se muestra que en pocas horas de clase es posible enseñar y analizar el segundo y tercer principios, y que se puede llegar a una descripción física de procesos típicos de la vida cotidiana. La entropía se presenta como una magnitud que no es más difícil de entender y aprender que la longitud, el tiempo o la masa.
Palabras clave. Teaching methods in Physics education 01.40.gb, entropy thermodynamics 05.70.-a
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