Una investigación sobre la fuente del calor que se excita por la fricción

Termodinámica
La clásica máquina térmica de Carnot
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Leyes Cero Primero Segundo Tercero
Sistemas Sistema cerrado Sistema abierto Sistema aislado Estado Ecuación de estado Gas ideal Gas real Estado de la materia Fase (materia) Equilibrio Controlar el volumen Instrumentos Procesos Isobárico Isocórico Isotermal Adiabático Isentrópico Isentálpico Cuasistático Politrópico Expansión libre Reversibilidad Irreversibilidad Endorreversibilidad Ciclos Motores térmicos Bombas de calor Eficiencia térmica
Propiedades del sistema Nota: Variables conjugadas en cursiva Diagramas de propiedades Propiedades intensivas y extensivas Funciones del proceso Trabajar Calor Funciones del estado Temperatura  / Entropía  ( introducción ) Presión  / Volumen Potencial químico  / Número de partículas Calidad del vapor Propiedades reducidas
Propiedades del material Bases de datos de propiedades Capacidad calorífica específica  ${\estilo de visualización c=}$ ${\estilo de visualización T}$ ${\displaystyle \s parcial}$ ${\estilo de visualización N}$ ${\displaystyle \parcial T}$ Compresibilidad  ${\displaystyle \beta =-}$ ${\estilo de visualización 1}$ ${\displaystyle \V parcial}$ ${\estilo de visualización V}$ ${\displaystyle \p parcial}$ Expansión térmica  ${\displaystyle \alpha =}$ ${\estilo de visualización 1}$ ${\displaystyle \V parcial}$ ${\estilo de visualización V}$ ${\displaystyle \parcial T}$
Ecuaciones Teorema de Carnot Teorema de Clausius Relación fundamental Ley de los gases ideales Relaciones de Maxwell Relaciones recíprocas de Onsager Ecuaciones de Bridgman Tabla de ecuaciones termodinámicas
Potenciales Energía libre Entropía libre Energía interna ${\displaystyle U(S,V)}$ Entalpía ${\displaystyle H(S,p)=U+pV}$ Energía libre de Helmholtz ${\displaystyle A(T,V)=U-TS}$ Energía libre de Gibbs ${\displaystyle G(T,p)=H-TS}$
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Scientists Bernoulli Boltzmann Bridgman Carathéodory Carnot Clapeyron Clausius de Donder Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Kelvin Lewis Massieu Maxwell von Mayer Nernst Onsager Planck Rankine Smeaton Stahl Tait Thompson van der Waals Waterston
Other Nucleation Self-assembly Self-organization Order and disorder
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v t e

" Una investigación sobre la fuente del calor que es excitado por la fricción " es un artículo científico de Benjamin Thompson, conde Rumford , que se publicó en Philosophical Transactions of the Royal Society en 1798. ^[1] El artículo representó un desafío sustancial a las teorías establecidas sobre el calor y comenzó la revolución del siglo XIX en la termodinámica .

Rumford se oponía a la teoría calórica del calor, que sostenía que el calor es un fluido que no se crea ni se destruye. Había desarrollado aún más la idea de que todos los gases y líquidos son absolutamente no conductores del calor. Sus ideas no estaban en sintonía con la ciencia aceptada en la época y esta última teoría había sido particularmente atacada por John Dalton ^[2] y John Leslie ^[3] .

Rumford estuvo fuertemente influenciado por el argumento del diseño ^[4] y es probable que quisiera otorgarle al agua un estatus privilegiado y providencial en la regulación de la vida humana. ^[5]

Aunque Rumford llegó a asociar el calor con el movimiento , no hay evidencia de que estuviera comprometido con la teoría cinética o el principio de vis viva .

En su artículo de 1798, Rumford reconoció que tenía predecesores en la noción de que el calor era una forma de movimiento. ^{[6] [a]} Esos predecesores incluían a Francis Bacon , ^{[7] [b]} Robert Boyle , ^{[8] [c]} Robert Hooke , ^{[9] [d]} John Locke , ^{[10] [e]} y Henry Cavendish . ^{[11] [f]}

Rumford había observado el calor por fricción generado al perforar los cañones de los cañones en el arsenal de Múnich . En ese momento, los cañones se fundían en la fundición con una sección adicional de metal delante de lo que se convertiría en la boca del cañón , y esta sección se retiraba y se descartaba más tarde en el proceso de fabricación. ^{[12] [g]} Rumford tomó un cañón sin terminar y modificó esta sección para permitir que estuviera encerrado en una caja hermética mientras se usaba una herramienta de perforación roma. Demostró que el agua en esta caja podía hervir en aproximadamente dos horas y media, y que el suministro de calor por fricción era aparentemente inagotable. Rumford confirmó que no se había producido ningún cambio físico en el material del cañón comparando los calores específicos del material mecanizado y el restante eran los mismos.

Rumford también argumentó que la generación aparentemente indefinida de calor era incompatible con la teoría calórica. Sostuvo que lo único que se comunicaba al barril era el movimiento.

Rumford no hizo ningún intento de cuantificar más el calor generado ni de medir el equivalente mecánico del calor .

La mayoría de los científicos consagrados , como William Henry ^[13] y Thomas Thomson , creían que la teoría calórica tenía suficiente incertidumbre como para permitir su adaptación para dar cuenta de los nuevos resultados. Hasta ese momento, sin duda, había demostrado ser robusta y adaptable. Además, Thomson ^{[14] ,} Jöns Jakob Berzelius y Antoine César Becquerel observaron que la electricidad podía generarse indefinidamente por fricción. Ningún científico culto de la época estaba dispuesto a sostener que la electricidad no era un fluido.

En definitiva, la afirmación de Rumford sobre el suministro "inagotable" de calor fue una extrapolación temeraria del estudio. Charles Haldat hizo algunas críticas agudas sobre la reproducibilidad de los resultados de Rumford ^[15] y es posible considerar que todo el experimento es algo tendencioso. ^[16]

Sin embargo, el experimento inspiró el trabajo de James Prescott Joule en la década de 1840. Las mediciones más exactas de Joule fueron fundamentales para establecer la teoría cinética a expensas de la calórica.

• Cardwell, DSL (1971). De Watt a Clausius: el auge de la termodinámica en la era industrial temprana . Heinemann: Londres. ISBN 0-435-54150-1.