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Científicos del MIT: El calor puede comportarse como una onda de sonido en la mina de un lápiz [ENG]

Científicos del MIT: El calor puede comportarse como una onda de sonido en la mina de un lápiz [ENG]

Una tetera hirviendo cede calor calentando gradualmente y de manera lenta su entorno, hasta que alcanza la temperatura ambiente. ¿Pero que pasaría si perdiera su energía térmica instantáneamente en una onda viajando por el material a la velocidad del sonido? Los investigadores han descubierto este fenómeno contraintuitivo fenómeno conocido como "segundo sonido" en la mina de un lápiz. Lo cual podría ser usado para la refrigeración de equipos electrónicos.

| etiquetas: ciencia , grafito , calor , sonido , fisica
#5 Gracias.

El calor es energía, pero en tránsito y fuera del equilibrio. El primer principio de la termodinámica ya hace esa distinción ΔU=Q+W (U energía interna, Q calor y W trabajo) , la energía es la energía interna que se disipa en forma de calor o trabajo. Por lo cual un cuerpo no puede tener calor, ni el calor puede disiparse.

Lo que se disipa es la energía interna, que se suele llamar también energía térmica cuando se puede escribir matemáticamente como una función que depende solamente de la temperatura.
#4 #6 Discrepo. El calor se difunde. Aquí has sido tú quien ha hecho mala traducción poniendo que se disipa. No hay nada incorrecto al decir que el calor difunde. La ecuación del calor que enlaza #10 nos dice cómo conducen los materiales el calor, y hay un parámetro llamado difusividad. Esta ecuación lo que hace es relacionar la producción de calor (dQ/dt) con el mapa de temperatura.
#16 #4 #10 si entiendo, pero lo que se disipa es la energía interna porque es la única energía que tiene sentido físico en la termodinámica, es la única que puedes medir en estados de equilibrio. Eso no quita que no puedas modelar los estados de tránsito, la ecuación del calor modela la temperatura durante un estado de tránsito. Y el trabajo lo puedes medir como energía mecánica (o otros tipos de energía que realicen cambios macroscópicos)

¿Hay disipación? Sí.

¿Qué se disipa? La energía interna.
#17 Pues yo no diría tampoco que se disipa, sino que se transforma... Y eso de que el calor no tiene sentido físico, tampoco me parece correcto. El calor es una forma de energía, como cualquier otra.
#18 El calor es una forma de energía, como cualquier otra.

Cada forma de energía es distinta, si no fuera así, el primer principio de la termodinámica no existiría, pues no tendría sentido distinguir entre calor y trabajo.

Y sobre que el calor no tiene sentido físico, es porque en termodinámica puedes medir la energía interna de un sistema en equilibrio, puedes medir el trabajo que realiza un sistema (por ejemplo presión x volumen), la energía que no se ha convertido en trabajo es…   » ver todo el comentario
#19 El calor en sí se puede medir perfectamente sin saber ni el trabajo realizado por un sistema ni su energia interna. Por ejemplo, en un sistema fuera de equilibrio pero estático, se puede aplicar la ley de fourier para calcular el flujo de calor a partir de diferencias en la temperatura y conductancia del sistema.
#20 si por supuesto que lo puedes medir parcialmente y modelar los intercambios de energía simplificando el problema a un modelo matemático, pero el calor que pierde por radiación?, el calor que pierde esa barra es el que intercambia con su entorno por conducción, pero todo cuerpo caliente emite ondas electromágneticas, el calor sería la suma de todo y de muchos rozamientos más.

Pero en termodinámica, desde el punto de vista teórico y desde la fundamentación de sus principios, lo que tiene…   » ver todo el comentario
#21 Se puede medir absolutamente todos los flujos de calor que mencionas, por radiación y convección. Sólo hace falta conocer las propiedades del material y los parámetros del sistema. Que haya varios mecanismos por los cuales se transporta calor, no significa que deje de ser real.

De hecho, el problema es que insistes en estudiar el calor desde la perspectiva de la termodinámica en equilibrio, en la que por supuesto el calor no existe porque no hay flujos de enrgía. Por qué no le echas un ojo a la Extended Irreversible Thermodynamics desarrollada por David Jou, la cual explica, entre muchísimas otras cosas, el second sound? ;) En ella, los flujos de energía o masa son variables de estado.
#22
De hecho, el problema es que insistes en estudiar el calor desde la perspectiva de la termodinámica en equilibrio, en la que por supuesto el calor no existe porque no hay flujos de enrgía.

Pero es que esa es la termodinámica clásica (y de donde vienen las definiciones), la que se estudia y digamos la que sienta las bases. El incremento de energía interna en el primer principio es o bien la diferencia entre Ufinal y Uinicial o la integral en caso de que sean…   » ver todo el comentario
#2 Nah, la mala traducción no tiene que ver con eso. Y el artículo no lo confunde, porque no entra en esos detalles: está bien explicado en general.
#3 puede ser. Pero empieza así

A boiling tea kettle diffuses its heat to


Primera vez que lo confunde, la tetera no tiene calor, ni el calor se disipa porque ya es de por sí disipación. Lo que se disipa es la energía interna. Luego lo confunde durante todo el artículo, a veces lo usa bien a veces mal.
#4 El calor es energía.
siempretecnologia.wordpress.com/2°-ano/formas-de-energia/
enerxia.wordpress.com/energias-renovables-introduccion/energia-concept
La difusión del calor no es en absoluto trivial. No se estudia en la secundaria debido a su complejidad.
Magnífico envío, por cierto.
#5 Si alguien quiere profundizar algo en el fundamento físico-matemático de la transferencia de calor sólo tiene que pasarse por la wiki
en.wikipedia.org/wiki/Heat_equation
MIT + lápices = grafeno. Y ahí está mencionado en el artículo, no falla :-D
#8 Esta tarde me voy a pintar una camiseta con lápiz 8B, voy a pasar el verano fresquito fresquito.
Onda de sonido en la mina de un lapiz esto no es ciencia es poesia
#9 A veces van parejas.
#13 nacimos en la internet
¡¡Hay grafito, hay meneo!!
#7 Venia a esto, hay grafeno hay meneo
No me entero de nada, pero meno porque el titular es chulo.
Ufff Hemos hecho la traducción con los codos, ¿eh?
#1 un poco.. el artículo confunde calor con energía interna. Así que he improvisado rápidamente.
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