Accions del document
Inici Index     Anterior Següent
0 de 1
Energia. Generalitats

2. Els quatre principis de l'univers


Entre els molts principis que descriuen l’univers, n’hi ha quatre que destaquen per sobre de la resta. Ens referim als quatre principis de la termodinàmica, que expliquen les propietats de l’energia i la seva transformació d’una forma a una altra i ens permeten analitzar els seus processos d’esgotament. Es tracta d’axiomes, això és, proposicions que s’admeten sense demostració com a evidents per si mateixes, que han esdevingut lleis i que, segons A. Einstein, constitueixen les bases de “l’única teoria de la física amb contingut universal que no serà mai derrocada”: la termodinàmica, és a dir, l’estudi de la relació entre la calor i la força.
 
La termodinàmica es basa en quatre principis universals que s’apliquen a allò que es coneix per ‘sistemes termodinàmics’, això és, qualsevol part de l’espai de l’univers que es vulgui estudiar mitjançant aquestes lleis.
 
Curiosament, i malgrat l’ordre actual, el principi zero va ésser el tercer que es va plantejar, abans que el tercer, que en realitat és el quart. El segon principi va ser realment el primer que es va formular, atès que deriva de la comparació que va fer Sadi Carnot entre les rodes d’aigua i les màquines tèrmiques de vapor del començament del segle XIX. I el primer va ser el segon. Tot plegat, un fantàstic exemple de la manca de linealitat del procés de descoberta científica: l’ordre actual prové de la necessitat de bastir l’edifici científic de la termodinàmica, no del procés històric que la va convertir en una branca de la física. De tots els principis, el primer i el segon són fonamentals a l’hora d’entendre que, malgrat que la quantitat total d’energia es conserva, la qualitat amb què es pot aprofitar disminueix amb cada transformació. Per tant, no podem transformar l’energia de manera indefinida per aprofitar-ne el treball. Arriba un moment en què l’energia queda en un estat amb una qualitat tan baixa que l’única cosa que podem fer-hi és deixar-la en el medi que ens envolta com un residu més, ja sigui en estat de CO2, de bossa de plàstic o d’aigües residuals abocades en un riu.  
 
 

 

  • Principi zero
    Principi zero
    Si dos sistemes termodinàmics estan en equilibri tèrmic (això és, a la mateixa temperatura) amb un tercer, llavors estan en equilibri tèrmic entre si. (Ralph H. Fowler, dècada de 1920)
  • Primer principi
    Primer principi
    L’energia no es pot crear ni destruir, sols es transforma i es conserva. (James Prescott Joule i William Thomson, Lord Kelvin, vers el 1860)
  • Segon principi
    Segon principi
    Quan l’energia es transforma, se’n conserva la quantitat però en disminueix la qualitat de manera inevitable. Aquesta disminució es mesura amb l’augment irreversible d’una magnitud coneguda amb el nom d’entropia. (Nicolas Sadi Carnot, l’any 1824, i Rudolf Clausius, vers el 1856)
  • Tercer principi
    Tercer principi
    A mesura que la temperatura disminueix (això és, s’aproxima al zero absolut o als 0 graus Kelvin), ens acostem a un valor mínim d’entropia. (Walther Nernst, 1912)