¿Qué son las propiedades termodinámicas?
En ciencia, las propiedades termodinámicas son características utilizadas para describir un sistema físico. Se refieren a cualidades como el calor, la presión y la temperatura, que afectan los fenómenos de la atmósfera de la Tierra a las velocidades a las que ocurren las reacciones químicas. El intercambio de calor entre objetos ocurre en casi todas partes del mundo natural y es muy importante para la función de la tecnología moderna. Las propiedades termodinámicas miden los diversos factores que influyen en este proceso entre dos o más objetos. Los ingenieros los utilizan para diseñar máquinas mejores y más eficientes.
Las propiedades termodinámicas se refieren a los parámetros por los cuales los científicos e ingenieros analizan una región particular, llamada sistema físico, como un motor o un objeto natural. Permaneciendo constantes en todo el sistema, cosas como la temperatura y la presión proporcionan información sobre cómo algo usa la energía y realiza el trabajo. Estas propiedades se utilizan para determinar preguntas como cuánto trabajo puede realizar una máquina determinada o la cantidad de energía necesaria para acelerar una reacción química en la industria. Se pueden usar para clasificar un sistema como abierto o cerrado, según si tanto la materia como la energía pueden fluir dentro y fuera de él.
El calor que se debe poner en un sistema y el trabajo que se le debe hacer para aumentar su energía interna son propiedades termodinámicas. La energía puede ser transferida por calor entre objetos de diferentes temperaturas. La transferencia de calor espontánea ocurre cuando el calor se mueve desde un cuerpo con una temperatura más alta hacia un objeto más frío, mientras que el movimiento inverso requiere trabajo. La energía libre es la medida de la cantidad de energía de un sistema termodinámico que se puede utilizar para hacer el trabajo, mientras que la entropía mide la cantidad de energía perdida, desperdiciada o no utilizada.
La temperatura termodinámica es una propiedad importante porque permite a los científicos e ingenieros calcular la temperatura absoluta de un objeto. Es una medida de la pérdida y absorción de calor de un sistema, que en conjunto representan el intercambio de energía que se produce en él. Dado que la termodinámica es una rama de la ciencia relacionada con el intercambio y la conversión de energía, esta propiedad es esencial para describir el estado de un sistema. Se dice que las propiedades como la temperatura son intensivas porque son independientes del tamaño de un sistema dado, a diferencia del volumen o la presión, que varían con el tamaño del objeto.
Los ingenieros y los químicos usan propiedades termodinámicas para construir motores y planificar reacciones químicas que maximizan el uso eficiente de la energía térmica. Los principios termodinámicos fueron descubiertos en parte durante la Revolución Industrial durante la búsqueda para hacer máquinas más eficientes, particularmente aquellas en plantas textiles impulsadas por vapor. Este temprano énfasis en el uso científico aplicado de las propiedades termodinámicas condujo a muchos descubrimientos prácticos. Un ejemplo del valor práctico de esta información se encuentra en el diseño de intercambiadores de calor, como los radiadores de automóviles, que median la transferencia de energía térmica de un objeto a otro.