Semana del 7 al 10 Febrero 2017

Ideas en la historia acerca de la naturaleza continua y discontinua de la materia: Demócrito, Aristóteles y Newton; aportaciones de Clausius, Maxwell y Boltzmann. BLOQUE III: Un modelo para describir la estructura  de la materia CARACTERÍSTICAS DE LOS MODELOS EN LA CIENCIA ¿QUÉ ES UN MODELO? Representación abstracta, conceptual, gráfica, visual, física o matemática de fenómenos, sistemas o procesos con el fin u objetivo de analizarlos, describirlos, explicarlos, simularlos, controlarlos y predecirlos. CARACTERÍSTICAS: *El modelo en la ciencia, es un objeto que ayuda a comprender mejor lo que se investiga, para que sea más fácil, observarlo e investigarlo. * El modelo representa una teoría de la realidad, tratando de hacer ver, lo que comprende al fenómeno para poderlo estudiar. * La dimensión de un modelo, es importante para su visibilidad ver mejor los detalles, problemas o causas que se necesitan investigar. * El modelo, también tiene que servir para ilustrar una actividad de experimentación. IMPORTANCIA: Como ya sabemos los modelos son representaciones estructurales; así que podemos decir que tienen mucha importancia ya que a través de estos se intenta explicar los sucesos o fenómenos en la vida para un mejor entendimiento así como también poder predecir su efecto o acción. MATERIA CONTINUA Y DISCONTINUA UN POCO DE HISTORIA Desde la antigüedad los científicos debatían acerca de la naturaleza de la materia: ¿los cuerpos estaban constituidos de un material continuo o estaban formados por pequeños ladrillos de material? Los defensores de la primera corriente sostenían que la materia era continua y que no había espacios vacíos. Según ellos, una manzana se podría dividir tantas veces como se quisiera y siempre tendríamos un trozo de manzana. Sus opositores eran los atomistas que sostenían que llegado cierto tamaño, la materia ya no sería divisible. Según los atomistas, al dividir un trozo de manzana una y otra vez, llegaríamos a dividir un trozo que ya no tendría las características de la manzana sino que sería uno de esos elementos que forman parte de todos los materiales. Y estos elementos serían indivisibles. MATERIA CONTINUA: Se dice que la materia es continua cuando al dividirla en partes cada vez mas pequeñas estas no cambiaran sus propiedades. Materia que puede dividirse sin límite hasta quedar en partes cada vez más pequeñas. MATERIA DISCONTINUA: Si la materia continua dice que al dividirse en trozos mas pequeños estos siguen teniendo las mismas propiedades entonces podemos decir que la materia discontinua es aquella que una vez llegando al átomo cuando se divide, esta ya no podrá dividirse mas. DEMÓCRITO: Filósofo griego, defensor de la corriente atomista. Probablemente discípulo de Lucipo, también atomista. Sostenía que todo el material estaba hecho del mismo elemento y que las diferencias entre las distintas sustancias se debían al tamaño y distribución de esos átomos en cada cuerpo. También propuso que la luz era una emanación de átomos que llevaban la imagen del cuerpo iluminado.  Para él los átomos eran indivisibles y eternos. Por eso sostenía que no había muerte ni nacimiento sino transformaciones, uniones y separaciones de átomos. ARISTÓTELES: Aristóteles creía que toda la materia existente en el universo estaba compuesta por cuatro elementos básicos: tierra, agua, fuego y aire. Estos elementos sufrían la acción de la gravedad que son la tendencia de la tierra y del agua a hundirse y la ligereza que es la tendencia del aire y del fuego a ascender. También creía que la materia era continua, es decir, que cualquier clase de materia podía dividirse sin límite hasta quedar en partes cada vez más pequeñas. Sin embargo, algunos sabios griegos como Demócrito, sostenían que la materia era discontinua  y que estaba constituida por átomos. NEWTON: Newton decía que la materia era también en sí misma, por sí misma, desde sí misma, independiente del Tiempo y del Espacio Absolutos. Todo cuerpo por tener materia, tenía masa inercial; pero también tenía masa gravitacional. Newton creyó además que la Materia era continua y que el Cosmos era infinito, con infinitud de astros, desplegados en el Espacio y en el Tiempo Absolutos. Un Universo regido por una única ley: la Gravitación Universal. APORTACIONES DE CLAUSIUS: formuló la ley que le hizo mundialmente famoso, conocida hoy en día como el segundo principio de la termodinámica: "El calor no puede pasar nunca por sí mismo de un cuerpo más frío a otro más caliente". Este principio, también llamado principio de la entropía, concepto que él mismo introdujo y definió un poco más tarde, en 1865, y que afirma: en la práctica técnica el proceso de paso del calor de un cuerpo a una temperatura superior a otro que está a una temperatura más baja, no puede realizarse de manera inversa sin que se produzcan como consecuencia de ello modificaciones permanentes en el entorno. De ello se deduce que la energía liberada cuando la temperatura desciende de una valor "Ta" a otro "Tb" no se transforma completamente en energía mecánica, el rendimiento energético de esta transformación es como máximo de 1-Tb/Ta. Así se solucionaba un problema latente entre los científicos de su tiempo, que teorizaban sobre si era posible o no convertir totalmente la energía calorífica en trabajo. APORTACIONES DE MAXWELL: Maxwell fue un brillante científico y su primer gran aporte a la ciencia fue la descripción de la naturaleza de los anillos de Saturno. Investigó sobre la visión de los colores, los principios de la termodinámica e incluso acerca de la elasticidad. También estudió el calor y el movimiento de los gases, para formular la teoría cinética de los gases de Maxwell-Boltzmann, que muestra la relación entre temperatura, calor y movimiento molecular. Además introdujo las ideas estadísticas en la mecánica clásica. APORTACIONES DE BOLTZMAN: Físico austriaco cuyas aportaciones en el campo de la teoría cinética de gases marcaron el desarrollo posterior de diversos campos de la Física. Su novedosa aplicación de métodos probabilísticos a la mecánica permitió una fundamentación teórica de las leyes fenomenológicas de la termodinámica y marcó el camino para el desarrollo posterior de la termodinámica del no equilibrio.