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Contenido principal
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Transcripción del video

he hecho ya un montón de vídeos donde he usado palabras como presión o que dejen de escribir la presión y temperatura temperatura y volumen por ejemplo volumen y he hecho bastantes de estos en las listas de química y de física especialmente de física verdad pero incluso en la lista de química he usado palabras como energía cinética energía cinética le va a poner de energía también la palabra fuerza y velocidad verdad y ya sabes bueno un montón éstas son un montón de propiedades de la materia verdad o de las cosas en este vídeo lo que quiero hacer es una distinción porque resulta importante cuando empezamos a ser más precisos especialmente cuando hablamos de termodinámica ya saben el estudio de cómo se mueve digamos el calor entonces estas propiedades de aquí a la izquierda son propiedades del sistema o podríamos llamar los macro estados del sistema macro estados macro estados ok y esto es de aquí esto estos macro estados por ejemplo déjenme ser más claro cuando tengo un sistema digamos un globo lo que es un globo como éste digamos aquí está mi globo tiene incluso ha dilatado una cuerda así quien estos estos esta macro estados perdón son por ejemplo la presión del globo eso recuerden que es la fuerza por área por unidad de área tiene una temperatura de este globo y por supuesto es obvio que tiene cierto volumen verdad pero todos estos nos ayudan a relacionar qué es lo que está pasando dentro del globo o lo que entendemos por globo no esté antes de que la gente supiera lo que era un átomo ellos ya ya tenían ideas de que ya estaban lidiando con los macro estados ya podían medir la presión la temperatura e incluso el volumen verdad ahora sabemos que la presión se debe a cosas como cómo que tienes un montón de átomos verdad que están rebotando en el interior de este globo ok y sabemos sabemos que la presión de hecho está causada en otros vídeos verdad nos dice ya hace un buen rato es pero espero que no se pasen por si no se acuerdan pero sabemos que la presión se debe debido a los choques que hay en estas partículas verdad en las paredes del globo entonces si tenemos un buen de partículas en cualquier tiempo bueno muchos estarán rebotando y chocando y es lo que esencialmente mantiene la presión y el volumen también del globo verdad hemos hablado también de la temperatura que es más o menos el promedio de la energía cinética de todas estas partículas que podrían ser un gas o de hecho vamos a suponer que es un gas ideal verdad son átomos de un gas quizás sean átomos de un helio de neón o algo por el estilo verdad todas estas cosas describen los microestados entonces por ejemplo puedo describir digamos que hay ciertos números digamos la presión no es de 5 newtons digamos vamos a poner que es de 5 newtons por metro cuadrado ok o algún número en pascal es no sé en las unidades no importan ahorita en este vídeo sólo quiero hacer la distinción entre estas dos formas de describir lo que está ocurriendo digamos que la temperatura es de 300 grados kelvin 300 kelvin y puedo decir que el volumen es no sé quizás es un litro bien escrito el sistema pero lo he descrito a un nivel macro verdad ahora puedo ser un poco más preciso y decir cómo son los átomos y las moléculas que existen dentro lo que puede hacer es esencialmente etiquetar digamos cada una de estas moléculas o digamos que son átomos verdad del gas que está contenido en el globo y puedo decir exactamente en cada momento digamos en el tiempo inicial la tomo uno tiene cierto momento okay cierto momento x digamos y su posición su posición digamos en tres coordenadas dimensionales verdad que es x jay-z y del logo puedo decir que el átomo 2 tiene otro momento digamos aquí estoy usando la letra griega ropa el momento digamos que es yo y su posición es un vector abc jaja y puedo ir alistando cada átomo de esta de esta de este gas aja que está contenido en el globo y obviamente tendremos un número número impresionante de átomos verdad es una lista masiva literalmente estamos dando el estado de cada átomo en el globo y si hiciéramos eso estaríamos dando microestados ok estamos dando un microestado específico de cada partícula en el globo ahora cuando un sistema y voy a introducir una palabra aquí porque esta palabra es muy importante cuando un sistema está en equilibrio termodinámico déjenme déjenme describirlo y equilibrio ok hemos hablado un poquito de equilibrio en los vídeos de química y eso nos dice cuando la cantidad de algo que está reaccionando es igual aparte de que también se está revirtiendo de la reacción verdad pero bueno en el equilibrio aquí estas variables no están cambiando verdad si el globo está a cierta presión temperatura y volumen estos se mantienen y si miramos un segundo después la temperatura y el volumen y todo lo demás será igual porque está en equilibrio ninguno de estos macro estados ha cambiado y de hecho voy a hablar un poquito de eso en un segundo los macro estados para que estén bien definidos deben estar en el equilibrio ahora por otra parte digamos cuando cuando el tiempo inicial es 0 y nos fijamos en los millones de microestados que hay en esta en este globo bueno en un segundo después digamos voy a tener completamente un microestado distinto verdad porque todas estas están chocando y cambiando su momento y están haciendo un buen de cosas locas que podrían pasar en tan solo un segundo verdad entonces en él aunque estemos en equilibrio termodinámica digamos que las los macro estados se mantengan iguales los microestados están constantemente cambiando y eso es por lo cual en termodinámica tendemos a lidiar más con los macro estados y de hecho la mayoría de la sre de la termodinámica o lo que aprenderemos en un primer año de química fue desarrollado o pensado por gente que tenía un sentido a nivel macro verdad y eso es algo muy importante para pensar porque vamos a entrar a conceptos como entropía y la energía interna y cosas así y puedes acelerar tu cerebro de cómo se relaciona esto con los átomos y vamos a relacionarlo justamente con átomos y moléculas pero es útil pensar como la gente llegó a estos conceptos si están realmente seguros de que está pasando a nivel micro verdad solo están midiendo todo a nivel macro y ahora quiero regresar a la idea de acá del equilibrio ok y del equilibrio porque para poder definir estos macro estados el sistema tiene que estar en equilibrio y déjenme explicar lo que eso significa si yo tomara un cilindro digamos ok vamos a tomar un cilindro vamos a usar este cilindro un bueno así que hay que estar familiarizados con este cilindro que voy a hacer digamos que tiene un pistón aquí adentro eso es como una especie de piso que se puede mover hacia arriba y hacia abajo este digamos el piso del cilindro el cilindro puede ser más grande pero bueno déjenme ponerlo así este digamos en el techo perdón del cilindro y esencialmente estamos cambiando el volumen verdad porque podemos digo aquí el cilindro pude haberlo dibujado de esta forma algo así y dibujar así el pistón de esta forma pero bueno aquí es más claro con el dibujito un poco más sencillo así que en cualquier momento digamos que el gas contenido en el cilindro entre él entre el techo y el suelo digamos ahí tienen un montón de moléculas de gas un montón un montón de moléculas y digamos que ponemos una roca en el techo de este cilindro ok digamos que estamos haciendo esto en el vacío es decir en este pistón se mueve en el vacío es más voy a borrar todo esto para que vean digamos que estamos en el espacio y lo estamos haciendo en el vacío ok todo esto que está ocurriendo aquí está en el vacío toda esta parte esencialmente me dice que hay nada verdad no hay presión no hay partículas solo es espacio vacío y para mantener esto ya sabemos que este gas está generando ya sabes no está chocando con los muros con el suelo con el techo incluso con el pistón ya están chocando con todo con todo y eso está ocurriendo continuamente así que aplica cierta presión ok que está generada por el mismo gas por su movimiento entonces el pistón va a ser se sube y baja verdad debido a la presión porque están chocando un buen las partículas digamos que ponemos entonces una roca ponemos un gran peso sobre el pistón ok que genera una fuerza verdad una fuerza que se aplica hacia el gas y obviamente esta fuerza está sobre cierta área es decir aplica una presión exactamente y la presión queda completamente digamos la presión del gas se aplica en todos los muros eso es cierto en el fondo en los muros en el mismo pistón ahora si evapora mos digamos la mitad de esta piedra ok digamos que de repente puf se vaporiza la mitad de la piedra inmediatamente entonces el peso va a disminuir verdad y entonces la fuerza que está ejerciendo sobre el pistón inmediatamente disminuye déjenme dibujar eso quizás debería solo copiar y pegar esto exacto copiar y pegar entonces vamos a evaporar la mitad de esta roca mágicamente déjenme tomar mi herramienta de borrador y entonces quitamos la mitad de la piedra entonces qué es lo que va a pasar bueno el pistón ahora está aplicando la mitad de la fuerza verdad no puede bueno eso reduce a la mitad la presión ahora lo hizo tan rápido es decir fue en un momento dado verdad de repente desapareció la mitad de la piedra entonces no esto se va a mover de forma suave y continua verdad que es lo que va a pasar déjeme déjeme usar esta herramienta esencialmente al de evaporar esto vamos a hacer que el pistón suba debido a la presión del gas y después déjenme hacerlo de nuevo se va a expandir el gas porque el gas empieza a subir y luego baja y empieza a oscilar poco a poco y eventualmente va a regresar a un punto estable y quizás se regrese verdad se va a ver algo como de este estilo déjenme rellenar este cilindro y esto estará negro ponemos sus paredes del contenedor y están entonces si esperamos lo suficiente eventualmente vamos a llegar a otro estado de equilibrio donde esta cosa digamos el pistón ya no el techo digamos se va a mover ya no va a estar en la misma posición ahora todo esto se llena otra vez de gas en este punto el estamos en equilibrio la presión del gas será el mismo la temperatura también el volumen también está en una situación estable no estaba cambiando de segundo a segundo así que debido a esto nuestros macro estados estaban bien definidos los macro estados bien definidos bien definidos ahora sí esperamos lo suficiente esto va a llegar a otro punto de estabilidad donde las cosas bueno ya tendrán una medida distinta pero ahora a partir de entonces no se van a mover verdad se mantiene uniforme otra vez la temperatura sea uniforme vamos a tener quizás este mayo perdón menor presión pero va a ser la misma está bien va a estar bien definido otra vez los macro estados ahora justo cuando removí la roca la mitad de la roca y esto empezó a oscilar por un tiempo la presión en en la cima en el pistón iba variando verdad todo esto estaba como en un estado de flujo no estaba en equilibrio o bien y en este punto cuando estamos déjenme déjenme ponerlo cuando estamos en este punto todo está ocurriendo de forma muy local a la piedra se vaporizó verdad de repente entonces sube y baja y sube y baja el pistón y aquí quizás la presión era más baja que en el caso que en el bueno la presión en la parte de arriba es más baja que en la de abajo y entonces este cambio está generando como dinámica verdad en este estado y sobre todo cuando estamos hablando de reacciones reversibles procesos reversibles y procesos cuasi estáticos en este punto de la reacción justo cuando hicimos esto ninguno de estos macro estados estaba bien definido no no podrían decirme cuál era el volumen de este sistema porque está cambiando segundo a segundo o micro segundo a micro segundo está fluctuando verdad no podrían decirme la temperatura quizás quizás la temperatura por ejemplo en esta en esta sección déjenme poner algo aquí era de algo algún número luego la temperatura era aquí distinta y podría estar haciendo un buen de cosas locas no estaba en un estado de flujo los macro estados no estaban bien definidos y eso realmente quiero llegar al punto de este de este tema no déjenme dibujar un diagrama ok estamos haciendo vamos a hacer estos diagramas digamos que este es el de los ejes x voy a poner digamos nuestro estado inicial cuando teníamos la roca grandota en el techo del pistón digamos estaba bien definido verdadera la presión y el volumen así que estaba la presión y el volumen xilográfica mos estaba lo mejor en algún punto aquí estaba bien definido este es el estado 1 déjenme etiquetar este es el estado 1 ahora cuando evapora mos la mitad de la piedra entonces esperamos un momento y llegamos al punto de equilibrio verdad al estado 2 entonces déjenme poner esto de esta forma quizás el estado 2 era este hasta este punto y entonces aquí digo podría agregar la temperatura como una dimensión extra pero bueno está determinado por presión y volumen verdad si estamos por ejemplo consideran un gas ideal recon que ya hicimos un buen de estos vídeos donde decíamos que la presión por el volumen era igual a n rt verdad estas son constantes ok esto es el número de moles y la constante del gas o universal no están cambiando si sabemos pib obtenemos t pero bueno vamos a hablar muchísimo más de esto en otros vídeos el punto importante de aquí es que si empieza en un estado inicial 1 donde la presión y el volumen están bien definidos y termina en un estado 2 bien definido como llegué ahí y debido a que esta reacción todo lo que hice fue súbito ocurrió muy rápido y se movió luego luego del equilibrio fuera del equilibrio no sé cómo llegué del paso 1 al 2 la presión y el volumen no estaban bien definidos a partir de que me moví de él de ese estado verdad la presión y el volumen la temperatura estaban definidos no sabría yo cómo definirlos en cada paso intermedio verdad estaban quizás a lo mejor cerca del equilibrio y después se fueron moviendo pero podría dibujar alguna trayectoria digamos me muevo del punto 1 al 2 pero a lo largo de una trayectoria pero no podríamos decir cuál verdad porque cuando cuando fuera porque estas definiciones solo están bien hechas para los macro estados en estos en los casos en que estamos en el equilibrio cuando no estamos en el equilibrio no podemos definirlos bien verdad los microestados en cambio si están bien definidos en cualquier momento del tiempo yo puedo decir en qué lugar está la partícula verdad podríamos tener su posición y su momento y no hay razón por la cual yo no podría saber este hacer una gráfica digamos de una partícula de cómo se va moviendo y podría decir cómo es la energía cinética por supuesto en cualquier momento y eso es muy importante así que los microestados siempre están bien definidos los microestados es lo que ocurre exactamente respecto a su fuerza la velocidad y el momento de las partículas mientras que los macro estados sólo están bien definidos y debería decir este de este sistema verdad en el caso del globo del cilindro este donde se puede mover el techo están bien definidos cuando el sistema está en equilibrio o cuando esencialmente dices x algo fijo el volumen no cambia de momento al momento y la temperatura igual verdad de cualquier modo los dejo con eso hablaremos más de esto en los próximos vídeos