Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

mayo 26, 2011

La Segunda Ley de la Termodinámica en acción


Ethan Greenhart es un personaje ficticio de Spiked Online.com, página donde científicos y estudiosos opinan acerca de temas de actualidad. El siguiente texto es una ejemplo humorístico de la presencia de la segunda ley de la Termodinámica en las actividades humanas, incluida la muerte. La segunda ley de la Termodinámica nos dice que cualquier proceso natural provoca el incremento de entropía del Universo, con mayor razón las actividades humanas. Y es que de la segunda ley nadie se salva.


La manera más ecológicamente ética de quitarse la vida
Tradución: por Eduardo Ferreyra


El columnista Ethan Greenhart responde sus preguntas en búsqueda de espiritualidad acerca de la manera de vivir o morir de una manera éticamente verde.
Querido Ethan:


Después de un cuidoso análisis he decidido poner fin a mi vida. Las cosas no me han ido bien últimamente, pero más importante es que estoy deseoso de reducir mi impacto de carbono sobre el planeta. Como un inglés promedio probablemente yo produzca alrededor de 9,3 toneladas de dióxido de carbono cada año. Tengo 26 años de edad, y reconozco que podría vivir otros 60 años más; si yo termino con mi vida ahora ahorraré un total de 558 toneladas de CO2, que las generaciones futuras deberían agradecerme por ello. Pero tengo una pregunta: ¿cuál es la manera más éticamente ecológica para suicidarme? No quiero que mi auto-destrucción sea destructiva para el planeta!

Fielmente suyo,
Zach Montague Richmod-upon-Thames


Querido Zach,


Simpatizo con su desinteresada decisión. Todos los estudios responsables muestran que hay demasiadas personas viviendo ya en este planeta como para que la vida siga siendo sustentable. Por lo menos usted tuvo el coraje de hacer algo acerca de ello, en una manera pequeña y local.

De hecho, su suicidio podría ahorrar mucho más carbono de lo que imagina. Piense en los hijos que podría haber tenido, y el vandalismo de CO2 que ellos habrían cometido. Su muerte también reducirá el impacto de carbono de amigos y familiares que usted deja atrás -todos esos viajes que ellos no harán para visitarle, regalos innecesarios que no habrán tenido que comprar y envolver. Yo estimo que a los 60 años de su suicidio, usted habrá conseguido que sus seres queridos no hayan producido 583,2 kg de carbono sólo en la compra de regalos evitados. De manera que su muerte será mucho más generosa de lo que usted imaginaba.


A su pregunta principal, cuál es la manera más ecológicamente ética. Como usted sabe, muchos suicidios son prejudiciales para el ambiente. A menudo me pregunto por el estado mental de la gente que se asfixia a ella misma con los gases del escape de sus autos ¿no saben ellos que por cada minuto que el motor de su auto está haciendo chug chug envía al aire 70 gramos de CO2? En cuanto a la gente que salta desde lo alto de los edificios, parece no tener ninguna consideración por la toxicidad de los productos usados para la limpieza fregando el pavimento. Los suicidas deberían tomarse un poco más de tiempo para pensar sobre el impacto de sus muertes en los alrededores del suceso.


Creo que la clave para un suicidio ético y verde es no dejar ningún rastro de su cuerpo. Las familias egoístas insistirán en una ceremonia para enterrar los cuerpos, a menudo sin pensar en el impacto ambiental. Un funeral en la iglesia significa que hay gente que manejará muchos kilómetros, quizás volando, para asistir al funeral, sin mencionar el daño hecho por el antiguo coche fúnebre que devora gasolina. Se podría argumentar que, una vez enterrado, los cuerpos humanos proveen de comida para otras especies, pero como un bravo comisionado ambiental de la Unión europea nos recuerda, los líquidos para embalsamar imponen un peligro a los 'organismos vivientes', gusanos y escarabajos que hacen su festín en los muertos y deberían ser prohibidos. ¿Acaso su familia se detendrá a pensar en los pobres bichos?




Peor aún, su familia podría optar por la cremación. ¿Sabía usted que 437.000 ataúdes de madera –el equivalente de 140.000 árboles- se malgastan quemándose en estas egoístas ceremonias en Inglaterra, TODOS LOS AÑOS? La cremación contamina al ambiente con dioxina, ácido clorhídrico, dióxido de azufre y dióxido de carbono. Todas sus buenas intenciones de disponer de su propia vida podrían ser socavadas por el toque del botón de encendido del incinerador?




De manera ideal, su suicidio no debería dejar nada que se pueda enterrar o quemar. Un colega en Norteamérica aconseja a los ecoguerreros que eligen el Suicidio al Carbón arrojarse ellos mismos por la borda de un barco, de manera que el cuerpo se desintegre en el lecho marino y hace muy poco impacto sobre la capa de ozono. Sin embargo, no estoy muy seguro. Las ballenas, delfines y peces tienen ya un tiempo difícil con la contaminación y las redes sin tener que evitar ingerir esqueletos humanos, cordones de los zapatos, cinturones, hebillas y botones. Si elige usted un suicidio en el mar, por favor primero desvístase completamente (y done sus ropas a una obra de caridad antes de su muerte).


En mi opinión, probablemente la manera más ética de suicidarse es mediante la autocremación. Intérnese profundamente en un bosque, empape su cuerpo generosamente con nafta y préndase fuego. Los 'expertos' aseguran que no hay todavía ningún otro líquido 'amigable con el ambiente' que iguale a la gasolina. Sin embargo, antes de volverse hacia el Gran Satán del petróleo, yo creo que un individuo total y realmente comprometido con la ecología debería experimentar con aceite vegetal o biodiesel, después de todo, si pueden hacer funcionar autos verdes, seguramente podrán quemar un cadáver verde.




Pero aunque deba usted usar algunas pocas (muy cuidadosamente medidas!) tazas de combustible fósil, hará mucho menos daño al ambiente que una cremación tradicional. (Irónicamente, un obeso sobreconsumidor se quemará más fácilmente). Más todavía, los pocos restos de su cuerpo podrán ser reciclados por zorros y otros carnívoros pequeños. De modo que estará usted ahorrándole al planeta sus 58 toneladas de dióxido de carbono y al mismo tiempo dándole una mano a la acosada vida silvestre de Inglaterra.

Mis últimas palabras para usted, Zach: no deje una nota de suicidio al juez. Aún el uso de una simple hoja de papel contribuye a derribar árboles para el beneficio de la industria y a la extinción de muchas especies de animales. ¿Por qué arruinar su generoso momento de ética ecológica? Haga un post en MySpace como un brillante ejemplo para las generaciones futuras sobre la manera de elegir la vida terminando con todo. Buena suerte!


mayo 23, 2011

Videos de la Segunda Ley de la Termodinámica



Material elaborado por alumnos/as de Ingeniería Química del Instituto Tecnológico de Toluca, semestre Enero-Junio 2011.


Esperemos que algunos/as de ellos/as se animen a colaborar con material y artículos para este blog :D












mayo 22, 2011

La lata de bebida restaurada y otros trucos



He aquí un ejemplo de aplicación de los conocimientos científicos en la recreación. En el truco de magia de una lata de bebida restaurada se hace uso de la presión para hacernos creer que el mago de manera mágica ha logrado restaurar un lata dañada a su estado original. A estas alturas tú ya sabes que eso no es posible, ya que la segunda ley de la Termodinámica nos dice que la lata no recuperará su estado original de manera espontánea. El mago hace uso del gas solubilizado que contiene la bebida para esto. La lata está llena y sin abrir, el mago hace un pequeño agujero en la lata para vaciar un poco del contenido para poder deformar la lata y gasificar el dióxido de carbono que se encuentra solubilizado como ácido carbónico. Sella el orificio con cinta adhesiva, aprieta la lata para deformarla; en la parte de arriba coloca un pedazo de papel negro para que la lata aparentara estar abierta. Al agitarla el gas contenido en la bebida abandona la solución acuosa, pasa otra vez al estado gaseoso y ejerce presión sobre las paredes de la lata, con lo que algunas hendiduras desaparecen. El resto del truco se explica solo.




El siguiente truco se explica a través de los conceptos de densidad y presión, tal como se explica en el video.




Y el siguiente 'truco' se basa en la propiedad que tienen los alcoholes para desnaturalizar las proteínas. Observa como un huevo puede 'freirse' sin calor.




mayo 19, 2011

Consecuencias filosóficas de la Segunda Ley de la Termodinámica


Texto: Salvador Pérez Cárdenas


Una primera consecuencia del principio de incremento de la entropía consiste en la inexorable degradación de la energía. Cada proceso natural, o artificialmente provocado por el hombre, transforma inevitablemente energía de alta calidad en calor, que en buena medida se disipa para siempre en el Universo, inútil e irrecuperable.



Esto significa, en resumidas cuentas, que el aprovechamiento racional de los recursos energéticos es imperativo, ya que su utilización dispendiosa sólo contribuye a acelerar, con actitud suicida, la fatal transformación en formas sucesivamente más degradadas de energía. Si tomamos en cuenta que todas las fuentes energéticas, a corto o largo plazo son, necesariamente, no renovables, entonces debiéramos vernos impulsados por elemental sentido de supervivencia, si no de solidaridad social,a procurar aquello que sea de beneficio para nuestro sistema macroecológico.

La entropía y la muerte del universo

Puesto que todo proceso natural espontáneo se presenta con incremento de entropía, y que, de acuerdo con el principio de degradación de la energía, cada vez que un proceso ocurre una parte de la energía se transforma en calor y aunque la energía total del Universo, incluyendo el equivalente energético de la masa total del mismo es una constante, siempre y cuando el modelo del Universo aceptado se el de uno finito y cerrado, entonces tendrá que llegar el momento, indefectiblemente, en que la entropía total del Universo alcance un valor máximo. Como cada vez que se presenta un flujo de calor, esto trae aparejado un proceso que tiende a homogeneizar la temperatura, entonces, cuando la entropía del Universo alcance ese máximo será porque la temperatura del mismo ya es uniforme en todo él. No importa si ésta se encuentra apenas arriba del cero absoluto o si es del orden de los millones de grados, lo importante es que resultará la misma en todos los puntos del Universo. Esto hará imposible todo flujo de calor ulterior, debido a la carencia de un gradiente de temperatura, y marcará la muerte térmica del Universo al hacerse ya imposible cualquier transformación energética.



Algunos intentos se han hecho de refutar esta teoría, representados en general por la postura de Federico Engels establecida en su Didáctica de la Naturaleza. Sin embargo, el modelo de Universo, infinto y eterno en que ellas se basan ha caído en franco desprestigio a la luz de la evidencia científica creciente en favor de un modelo finito, cerrado, ilimitado y en expansión, postulado en las teorías cosmológicas inspiradas en la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein.

La entropía como flecha del tiempo

Esta idea, sugerida por primera vez por Sir Arthur Eddington, tiene su base en el hecho de que, si los procesos en la naturaleza tienen un sentido, una dirección en el tiempo, en la cual necesariamente se llevan a cabo, la entropía indica justamente la dirección en que el tiempo transcurre y además indicaría, de ser ello posible, como sugieren algunos fenómenos subatómicos, tales como el comportamiento singular de los positrones, cuando el tiempo transcurriera "hacia atrás".



Isaac Asimov

El genial Isaac Asimov señala en una de sus obras que, "... se dice que la Primera Ley de la Termodinámica establece que 'no se puede ganar' y que la Segunda Ley añade: 'ni siquiera empatar'. ¿Podemos considerar correcta esta afirmación?
¡Por supuesto que si!
La primera ley de la Termodinámica establece que no puede crearse energía de la nada: 'no se puede ganar'.

La segunda ley indica que en toda transformación energética real no toda la energía es aprovechable: 'ni siquiera empatar'.

Fuente: Fundamentos de Termodinámica. Salvador Pérez Cárdenas. Editorial Limusa Noriega. México 1990.


mayo 15, 2011

Termoquímica: Reacciones exotérmicas y endotérmicas


La termoquímica es el estudio y medida de la energía transferida como calor cuando ocurre una reacción química.

Si una reacción química toma lugar en un sistema, la temperatura del mismo inmediatamente después de que la reacción ocurres es (por lo general) diferente que antes de que se lleve a cabo). Para que el sistema retome su temperatura original se debe establecer un flujo de calor desde o hacia el sistema.

Si el sistema está más caliente después de la reacción, el calor debe fluir hacia los alrededores y se dice que la reacción es exotérmica.

Si el sistema está más frío después de la reacción, entonces el flujo de calor fluirá hacia el sistema y se dice que la reacción es endotérmica.

A continuación algunos videos de reacciones exotérmicas y endotérmicas.


Reacción exotérmica: Azúcar y Ácido sulfúrico


Reacción exotémica: sodio metálico y agua


Reacción exotérmica: Permanganato de Potasio y Glicerina


Reacción endotérmica: Tiocianato de amonio e hidróxido de Bario


Reacción endotérmica: las reacciones químicas y la entropía (en Inglés)


mayo 11, 2011

Ley de Hess


La ley de Hess o ley de la constancia de la suma de calor establece que el calor producido o absorbido (variación de la entalpía) en cualquier cambio químico es igual para dicho cambio, tanto si se realiza en un solo paso como si se realiza en varios, puesto que la variación total depende únicamente de las propiedades de las sustancias inicial y final. El calor de reacción no depende del camino seguido para pasar del estado inicial al final.

La ley de Hess permite calcular indirectamente calores de reacción que serían muy difíciles de medir directamente. Esto es posible porque las ecuaciones termoquímicas pueden sumarse o restarse como ecuaciones algebraicas junto con los correspondientes calores de reacción. Si una reacción procede en varias etapas el calor de reacción total será la suma algebraica de los calores de las distintas etapas y debe ser igual al calor requerido si tuviera lugar en una sola etapa.


Aquí unos videos donde se resuelven problemas de la Ley de Hess.








mayo 01, 2011

Humor... hacia el regreso a clases


"Verás Tommy, 1 kg de hierro no siempre es igual a 1 kg de plumas..."


"De acuerdo, de acuerdo, ganaste la apuesta: si puedes levantarme con una sola mano..."

"Newton descubre la deforestación"

"Te traje diez rosas. Creo que las relaciones estables deben basarse en el sistema métrico".

La ley y el orden de Newton: "La víctima no cayó, fue empujada... pero ¿por qué?" "La vieja historia de siempre. Para cada acción existe una reacción opuesta de la misma magnitud"

"Quizá alguno de ustedes, caballeros, sería tan gentil de decirme ¿qué hay afuera de la ventana que encuentran tan atractivo?"

"Está llamando al Instituto Heisenberg. Su llamada será atendida en orden aleatorio"

"Olvidé cual era la pregunta"

"¡Uy! Si tan sólo fuera así de simple"