Termodinámica (parte 3): la escala de Kelvin y un ejemplo de la ley del gas ideal

así que hemos terminado o al menos eso espero de obtener la intuición de por qué mi presión inicial por el volumen inicial entre la temperatura inicial es igual a la presión final de igual lo mejor aquí podría ser algunos trucos algebraicos pero bueno es igual a la presión final por el volumen entre la temperatura final y otra vez sólo hay que recordar esto que la presión por el volumen es proporcional a la cantidad de energía cinética del sistema y la temperatura es proporcional a la cantidad de energía cinética por molécula verdad si no cambiamos el número de moléculas la cantidad bueno como como se conserva la energía verdad estamos suponiendo que se conserva la energía que no estamos metiendo ningún trabajo extra entonces esta relación se cumple verdad esto lo vimos en el último vídeo y espero que ya haya quedado muy claro antes de aplicar esta ecuación esto es lo que esto es lo que nos va a llevar muy lejos en la termodinámica ok eso y obtener la intuición de lo que esto significa y quiero clarificar un poco algo porque hay muchas hay muchas formas de medir la temperatura por ejemplo tenemos la escala fahrenheit no que por ejemplo 32 grados fahrenheit eso es a la temperatura cero grados celsius que es cuando se congele el agua verdad así es como se determinó los grados celsius 0 grados es cuando se congela y 100 grados es cuando empieza a hervir el agua ok podría ser estar más frío que eso verdad no no es así como que el límite en el cómo se calculan o como se determinó los grados fahrenheit eso no estoy del todo seguro me parece que fue con con temperaturas este del cuerpo por ejemplo 212 es a lo que hierve el agua en fahrenheit pero bueno no quiero hacer más esta adivinanza es mejor habría que buscarlo en la wikipedia pero bueno así es como se empezaron a construir estas escalas de temperatura verdad entonces los 100 grados celsius es donde empieza a hervir el agua 0 grados cuando se congela pero no podríamos decir como tal que que esto no sea del todo útil verdad porque podríamos ser que estemos dividiendo entre 0 más aún esto por ejemplo tómense un grado celsius y tómense de 100 grados celsius no podemos decir que 100 grados celsius es como que que haya 100 veces más energía cinética que que cuando tengo un grado celsius verdad entonces realmente este este grado no es una centésima parte de cuando está hirviendo el agua verdad simplemente es una escala que tomaron a partir del punto de ebullición y de congelación del agua pero bueno después los científicos empezaron a preguntarse si habría algún punto en donde empezar es decir un punto en donde las moléculas tuvieran absolutamente nada de energía cinética porque dijimos que la temperatura d era igual al promedio el promedio de la energía cinética del sistema o el total de energía cinética entre el número de moléculas verdad es decir la energía cinética por molécula así que la única forma de realmente decir que la temperatura es cero es es y hay por cierto esto es proporcional verdad porque la temperatura es proporcional a estas unidades aunque pero entonces la única forma de obtener una temperatura igual a cero debería ser cuando la energía cinética de cada molécula fuera cero o que el promedio es ceo es cero verdad es decir no se mueven no vibran no hacen nada estas moléculas están estacionarias y el punto en donde eso ocurre se le llama como el cero absoluto 0 absoluto y eso ocurre de hecho el cero absoluto que también se le llama como los cero grados kelvin que es lo mismo que menos 273 menos 273 grados celsius entonces a ningún lado en el universo o al menos hasta donde yo sé se puede estar más abajo de los 273 grados celsius y esa temperatura nada se mueve incluso en la escala atómica ok estoy hablando que los electrones se colapsan en el núcleo de todo está completamente fijo en cero grados kelvin y ese es un límite teórico no es que a lo mejor hagamos vídeos de cómo podemos acercarnos a eso en el laboratorio o en el espacio exterior pero pero bueno este realmente es un límite teórico estoy seguro de que en ningún lado del universo tenemos un cero grados kelvin un cero absoluto podría estar equivocado tales pero bueno esta es como mi deber ay eso yo estoy pensando al respecto entonces la forma realmente de medir la temperatura es en grados kelvin porque cuando miden 100 grados kelvin digamos que si yo tengo un grado que elvin contra 5 grados kelvin como ya tenemos un 0 fijo un punto de partida entonces puedo decir o afirmar que esto tiene esto tiene cinco veces la energía que si tuviera un grado kelvin ahora sí es proporcional así que toda esta explicación sobre kelvin y me llega me sirve para llegar a utilizar esta fórmula debemos convertir a grados kelvin para poder utilizar una temperatura entonces digo a lo mejor lo tenemos en grados celsius o lo queremos en grados celsius pero tendríamos que hacer una conversión posterior entonces espero que haya sido un poquito claro de por qué es todo esto vamos a hacer un ejemplo vamos a hacer un ejemplo antes déjenme borrar todo esto es esto les puede sorprender de hasta dónde nos puede llevar pero el punto central es convertir todo a grados kelvin esta es una de las razones de por qué muchos te tienen mal sus ejercicios en exámenes de termodinámica y es porque no convierten a grados kelvin ok entonces como verán realmente quizás el problema más difícil sería hacer esa conversión este problema nos dice que si tengo un gas confinado en y digamos que tiene una temperatura inicial de 27 grados celsius ok y tiene una presión de 1000 pascal es tiene una presión inicial de 1000 pascal es o que también los conocemos como newtons por x por metro cúbico verdad y el volumen es d el volumen es de 30 metros 30 metros cúbicos entonces no sé no sé cómo nos dicen en los vídeos anteriores pero recuerden que los pascuales son newtons por metro cúbico y luego dice que el volumen se se esté apachurra este nuestro nuevo volumen va a ser de 20 metros cúbicos entonces bajamos el volumen la nueva temperatura se aumenta así que la nueva temperatura es de 50 grados celsius lo que quieren saber es cuál es la presión actual entonces antes de que sustituyamos en la ecuación nuestra nueva presión y demás vamos a convertir los grados celsius en kelvin si tendieron en fahrenheit entonces conviertes a celsius y después conviertes a kelvin correcto pero lo que ya sabemos es que los cero grados kelvin son 273 celsius verdad menos 273 otra forma de decirlo es que si yo tengo x grados kelvin esto va a ser esencialmente los grados que tienes en celsius simplemente le sumas 273 tiene sentido otra forma de decir esto es que los cero grados celsius ok cero grados celsius esos ya son 273 grados arriba del cero absoluto es decir es 273 grados kelvin entonces simplemente si tenemos una temperatura en grados celsius le sumamos 200 273 entonces esto será 273 más 27 que son 300 grados kelvin y 50 van a ser le sumamos 273 y tenemos 50 más eso es 323 grados kelvin así que ahora si podemos sustituir en la fórmula entonces la presión 1 es 1000 pascal es por el volumen que son 30 metros cúbicos dividido entre 300 verdad 300 y esto es igual a la presión 2 que es lo que no sabemos por el el volumen que en este caso aquí era el volumen 2 verdad el volumen 2 es 20 y dividimos entre sin 323 que es la temperatura ahora que hacemos este lado dividimos entre 100 y quitamos estos dos ceros entonces quitamos este 3 y quitamos este 3 de aquí y lo que nos queda son si en verdad 10 por 10 entonces en realidad era 30.000 dividido entre 300 y eso nos da simplemente si en verdad del lado izquierdo entonces tenemos 100 va a ser igual a la presión por 20 entre 323 entonces déjenme hacerlo acá arriba porque ya se me está acabando el tiempo y si resolvemos tenemos 323 por cien y esto lo dividimos entre 20 y eso nos da mil 615 pascal es mil 615 pascales y sólo resolvía esta ecuación la parte difícil fue convertir a kelvin nos vemos