Rumford y El Calor

Historia de la Evolución del Uso De Energía Desde el Fuego

HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO Y  EVOLUCIÓN DEL USO DE LA ENERGÍA
DESDE EL FUEGO A LA ENERGÍA ATÓMICA

LAS ENERGIA PRIMARIAS: Una fuente de energía primaria es toda forma de energía disponible en la naturaleza antes de ser convertida o transformada, y ellas son: el petróleo, gas natural, el carbón, la madera o leña, caída de agua, la del sol o solar, la eólica, mareomotriz y nuclear.

Observa el siguiente cuadro, donde se indica la clasificación de las fuentes de energía:

cuadro clasificacion de las fuentes  de energía

PRIMEROS USOS DEL FUEGO: Una fuente de energía —el combustible al arder—- tiene un lugar muy especial en la historia del hombre. Efectivamente, muchos antiguos pueblos consideraron que el fuego era sagrado, y algunos, como los griegos, tenían leyendas que contaban cómo los hombres habían arrancado a los dioses el secreto del fuego. Según la leyenda griega, Prometeo robó fuego de la forja del dios Hefestos (Vulcano) y lo escondió en un tallo hueco de heno.

uso del fuego por el hombre

Si nos detenemos a pensar por un momento acerca de las otras fuentes de energía que usaron los hombres primitivos, podremos comprender por qué se consideró el fuego de este modo. Los hombres de la Edad de Piedra podían advertir la energía muscular de los animales en acción cada vez que iban de caza; no podían menos de observar la energía del viento, que lo mismo meneaba las hojas de los árboles que desgajaba sus ramas, y ellos deben haberse dado cuenta muchas veces de la energía del agua en movimiento al arremolinar pesados troncos corriente abajo. Pero la energía dejada en libertad cuando el fuego arde es mucho más difícil de notar.

Los primeros hombres que vieron en un bosque un incendio causado por el rayo, probablemente pensaron en el fuego sólo como un elemento destructor y deben haber pasado muchas generaciones hasta que el hombre se diera cuenta de que el fuego podía usarse para realizar trabajo útil. Además, la energía del viento y la del agua estaban allí a disposición del hombre para que las usara. Pero antes de que él pudiera usar el fuego tuvo que aprender a producirlo.

Durante miles de años la única manera de hacer fuego era golpeando dos piedras o pedernales para producir una chispa. Ése es el método que aún emplean ciertas tribus primitivas de Australia y de Sudamérica, y es muy parecido al que usaba la gente cuando se valía de cajas de yesca, hasta que se inventaron los fósforos, hace poco más de un siglo.   Efectivamente, aún utilizamos pedernales para encender cigarrillos o picos de gas. Con el tiempo la gente aprendió a producir fuego haciendo girar dos palitos juntos encima de algún combustible seco, en polvo, hasta hacer saltar una chispa.

Una vez que el hombre tuvo el fuego, pronto descubrió que le podía prestar dos servicios para los que era insustituible. Sobre todo, le suministró calor y luz, y aún hoy el fuego es nuestra mayor fuente de calor y de iluminación. Aun teniendo casas donde todo está electrificado, casi seguramente la electricidad que nos proporciona luz y calor proviene de generadores movidos por el vapor que produce la combustión del carbón. También el fuego podía realizar cosas que el viento, la energía muscular y el agua no eran capaces de hacer.

Podía producir cambios físicos y químicos en muchas clases de substancias. Aunque el hombre primitivo no se diese cuenta, el fuego en el cual él cocía su pan contribuía a transformar varias substancias químicas en la masa del almidón y a producir el anhídrido carbónico que hacía fermentar el pan.

El fuego con que cocía sus vasijas cambiaba las propiedades físicas de la arcilla y la hacía dura y frágil, en vez de blanda y moldeable. Aún hoy usamos el fuego para cambiar las propiedades físicas de las materias primas: al extraer el metal de sus minerales, en la fabricación del vidrio y del ladrillo y en otras muchas. También lo usamos para provocar cambios químicos: en la cocina, en la destilería, en el horneado y en infinito número de procesos industriales.

También hemos aprendido a hacer uso del poder devastador del fuego. Empleamos su tremendo calor destructivo, concentrado en un rayo del grosor de un lápiz, para perforar duros metales. Usamos la fuerza de poderosos explosivos, encendidos por una pequeña chispa, para despejar montañas de escombros, que de otro modo llevaría semanas de trabajo el acarj-ear, y frecuentemente utilizamos el fuego para destruir residuos que deben ser eliminados si queremos mantener sanos nuestros pueblos y ciudades.

HISTORIA DEL CALOR COMO ENERGÍA: El hombre dejó, al fin, de considerar el fuego como objeto sagrado, mas durante cientos de años siguió mirándolo como a cosa muy misteriosa.

La mayoría creía que el fuego quitaba algo de toda materia que quemaba. Veían que las llamas reducían sólidos troncos a un puñado de blandas cenizas y unas volutas de humo. Llenaban una lámpara de aceite, la encendían y descubrían que el aceite también se consumía.

Encendían una larga vela y en pocas horas apenas quedaba un cabo.

Solamente hace 200 años un gran francés, Lavoisier, demostró que el fuego, en realidad, agrega algo a aquello que quema. Hay un experimento muy simple para demostrar que esto es así. Tomamos una balanza sensible y colocamos una vela en un platillo, con un tubo de vidrio repleto de lana de vidrio, puesto justamente encima de aquélla para recoger el humo. En el otro platillo colocamos suficiente peso para equilibrar exactamente la vela, el tubo y la lana de vidrio. Si ahora prendemos la vela y la dejamos arder, descubrimos que el platillo de la balanza sobre la cual se apoya desciende gradualmente. Esto significa que lo que queda de vela y los gases que ha producido durante su combustión pesan más que la vela íntegra.

Lavoisier pudo ir más allá y demostrar qué es lo que se añade a las substancias cuando arden. Descubrió que es oxígeno del aire. Efectivamente, si colocamos un recipiente boca abajo sobre una vela prendida, la llama se apaga tan pronto como el oxígeno del recipiente ha sido consumido. Del mismo modo, el carbón no puede arder en una estufa, ni el petróleo dentro de un cilindro del motor de un auto, sin una provisión de oxígeno del aire.

calor como energia

Al calentar agua, el vapor puede generar trabajo, es decir movimiento

Pero muchas substancias se combinan muy lentamente con el oxígeno y sin producir ninguna llama. Una es el hierro. Si se expone el hierro al aire húmedo, aunque sólo sea por un día o dos, una fina capa de óxido se forma sobre su superficie, y es que el hierro se ha combinado con el oxígeno. En algunas partes del mundo, también los compuestos de hierro se combinan con el oxígeno, bajo el suelo, produciendo depósitos de color castaño rojizo.

Cuando las substancias se combinan con el oxígeno no siempre producen fuego, pero casi siempre originan calor. Y es el calor producido de este modo el que da a los hombres y animales toda su energía física, toda su fuerza muscular. En nuestros pulmones el oxígeno del aire pasa al torrente sanguíneo y es llevado por la sangre a las células de todas las partes del cuerpo, donde se combina con las partículas alimenticias para originar calor y energía. También produce anhídrido carbónico que expelemos al aire.

El peso del alimento que tomamos en un día no es muy grande ciertamente, y, por lo tanto, la cantidad de calor que producimos en un día tampoco lo es. Y no todo este calor lo convertimos en energía para el trabajo, porque parte de él lo consumimos en el propio cuerpo, para mantener nuestra temperatura y en otros procesos fisiológicos.

Cuando pensamos cuánto trabajo puede realizar un hombre en un día, pronto nos damos cuenta de que una pequeña cantidad de calor puede transformarse en una gran cantidad de trabajo. Así podríamos elevar un peso de 1 tonelada a 30 metros de altura, si transformáramos en trabajo todo el calor necesario para poner en ebullición 1 litro de agua. A grandes alturas, los aviadores no pueden obtener suficiente oxígeno del aire que los rodea, para que sus cuerpos produzcan el calor y la energía que necesitan.

Entonces se colocan una máscara de oxígeno y el ritmo de producción de calor y energía se acelera inmediatamente. De manera similar, en la soldadura, que requiere intenso calor, a menudo se mezcla oxígeno puro con el combustible, en lugar de utilizar el aire común.

LA ENERGIA EÓLICA:  Energía eólica, energía producida por el viento. La primera utilización de la capacidad energética del viento la constituye la navegación a vela . En ella, la fuerza del viento se utiliza para impulsar un barco.

La utilización de la energía eólica no es una tecnología nueva, se basa en el redescubrimiento de una larga tradición de sistemas eólicos empíricos. No es posible establecer con toda claridad el desarrollo histórico de los «sistemas de conversión de energía eólica», sólo es posible identificar los importantes papeles que desempeña la energía eólica en el pasado.

La utilización de la energía del viento resulta muy antigua. La historia se remonta al año 3 500 a.C, cuando los sumerios armaron las primeras embarcaciones de vela, los egipcios construyeron barcos hace al menos cinco mil años para navegar por ei Nilo y más tarde por el Mediterráneo.

Después, los griegos construyeron máquinas que funcionaban con el viento. Así, desde la antigüedad éste ha sido el motor de las embarcaciones. Algunos historiadores sugieren que hace más de 3,000 años la fuerza del viento se empleaba en Egipto cerca de Alejandría para la molienda de granos. Sin embargo, la información más fehaciente de la utilización de la energía eólica en la molienda apunta a Persia en la frontera Afgana en el año 640 D.C.

balsa a vela energia eolica

Barcos con velas aparecían ya en los grabados egipcios más antiguos (3000 a.C.). Los egipcios, los fenicios y más tarde los romanos tenían que utilizar también los remos para contrarrestar una característica esencial de la energía eólica, su discontinuidad.

molino de viento

Uno de los grandes inventos a finale de la Edad Media, el molino de viento, muy usado en el campo argentino para extraer agua de la napa freática y darle de beber  a los animales.

parque eolico

Actualidad: Parque Eólico: Los generadores de turbina de los parques eólicos aprovechan la fuerza del viento para producir electricidad. Estos generadores dañan menos el medio ambiente que otras fuentes, aunque no siempre son prácticos, porque requieren al menos 21 km/h de velocidad media del viento.

ENERGÍA GAS NATURAL: Como gas natural se define la mezcla de hidrocarburos livianos en estado gaseoso, donde la mayor proporción corresponde al metano (CH4) en un valor que oscila entre el 80 al 95 %.

El porcentaje restante está constituido por etano (C2H6), propano, butano y superiores, pudiendo contener asimismo en proporciones mínimas, vapor de agua, anhídrido carbónico, nitrógeno, hidrógeno sulfurado, etc.
El gas natural proviene de yacimientos subterráneos que pueden ser de gas propiamente dicho o de petróleo y gas, según que en su origen se encuentre o no asociado al petróleo.

El gas natural procede generalmente de las perforaciones que se realizan en los yacimientos petrolíferos, de la descomposición de la materia orgánica con el tiempo.

En dichos yacimientos, el petróleo más liviano que el agua, suele flotar sobre lagos subterráneos de agua salada. En la parte superior se encuentra el gas, que ejerce enormes presiones, con lo cual hace fluir el petróleo hacia la superficie.

Ampliar: Gas Natural

LA ENERGÍA ELÉCTRICA: El fuego fue muy importante para el hombre primitivo, porque le capacitó para hacer cosas que con la energía del viento, del agua o del músculo no podía realizar. La humanidad no logró descubrir otra forma de energía capaz de realizar cosas completamente nuevas hasta hace 200 años, cuando comenzó a dominar la electricidad, la fuerza poderosa escondida en el rayo.

energia electrica

Hoy, con la radio, podemos oír a una persona que habla desde comarcas remotas; con la televisión podemos ver sucesos que ocurren a muchas millas de distancia; con cerebros electrónicos o computadoras podemos encontrar en pocos segundos las respuestas a complicadísimos problemas matemáticos. El viento, los músculos, el agua y el fuego no nos podrían ayudar a hacer ninguna de estas cosas; sólo la electricidad.

Varios siglos antes de Cristo, los griegos sabían que el ámbar, al cual llamaban elektron, atraía el polvo y trocitos de plumas después de frotarlo con lana seca, piel o paño. En tiempos de Shakespeare, muchos hombres de ciencia europeos sé interesaron en ésta extraña fuerza de atracción, y un inglés, Guillermo Gilbert, la llamó electricidad.

Alrededor de un siglo más tarde, otro investigador, llamado Guericke, descubrió que la electricidad originada rotando una bola de azufre contra la palma de su mano hacía saltar una chispita con un ruido marcado de chisporroteo. En realidad él había producido un relámpago y un trueno en miniatura.

La electricidad que parece estar contenida, en reposo, en una substancia y es súbitamente liberada, por contacto con otra substancia, se llama electricidad estática. Antes de que los hombres pudieran hacer uso de la electricidad, necesitaban que ésta fluyera de un modo constante y que se lograse controlar, es decir, obtener lo que hoy llamamos una corriente eléctrica.

El primer paso para descubrirla se dio por casualidad.   Más o menos a mediados del siglo xvin, un anatomista italiano, Luis Galvani, dejó las patas de unas ranas recién muertas en contacto con dos alambres, uno de bronce y otro de hierro. Notó que las patas de las ranas comenzaban a estremecerse y pensó que cierta energía animal quedaba en ellas todavía. Pero otro científico italiano, Volta, demostró que el estremecimiento se debía a que estos dos diferentes metales tomaban parte en la producción de electricidad.

volta cientifico creador de la pila

Volta, inventor de la pila eléctrica

Pronto Volta hizo la primera batería, apilando planchas de cobre y de cinc alternadamente una sobre la otra, y separadas sólo por paños empapados en una mezcla débil de ácido y agua. Dos alambres, uno conectado a la plancha de cobre de un extremo y el otro a la plancha de cinc del otro extremo, daban paso a una continua corriente de electricidad.

Las baterías generan electricidad por medio de cambios químicos y aun las más poderosas no producen corrientes lo bastante grandes para muchas necesidades actuales. Los modernos generadores en gran escala producen electricidad por medio de imanes que rotan rápidamente.

Oersted, un danés, y Ampére, un francés, hicieron la mayor parte del trabajo que llevó a descubrir las relaciones entre la electricidad y el magnetismo; pero fue un inglés, Miguel Faraday, quien primero usó un imán en movimiento para producir una corriente eléctrica. Esto ocurrió hace más de un siglo.

Pronto nuevos inventos dé un físico belga, llamado Gramme, y un hombre de ciencia nacido en Alemania, sir Guillermo Siemens, abrieron la nueva era de la energía eléctrica en abundancia. Tomás Edison, un inventor norteamericano, fabricó las primeras bombillas eléctricas y así dio difusión a los beneficios de la electricidad en la vida diaria.

Medimos la fuerza de un generador —la fuerza que pone a una corriente en movimiento— en unidades llamadas voltios, en honor de Volta. Medimos la intensidad de la corriente en amperios, en honor de Ampére. Los voltios, multiplicados por los amperios, nos indican cuánto trabajo puede realizar una corriente, y medimos éste en vatios, en honor de Jacobo Watt, famoso por su invento de la máquina de vapor.

Ampliar Sobre el Descubrimiento de la Electricidad

LA ENERGÍA ATÓMICA: Miles de años transcurrieron desde que se dominó el fuego hasta que se empezó a utilizar la electricidad. Sin embargo, solamente se necesitaron tres generaciones para que surgiese el uso de la energía atómica. Los más grandes hombres de ciencia tardaron más de un siglo en descubrir los secretos del átomo, y no podemos pretender abarcar esa historia completa en una página. Pero podemos dar una rápida ojeada y ver cómo algunos de ellos se lanzaron a esa labor.

Ya en la antigua Grecia había ciertos filósofos que creían que toda la materia está constituida por partículas tan pequeñas que no se pueden dividir. Dieron a estas partículas el nombre de átomos, de dos palabras griegas que significan «no susceptible de ser dividido». Pero hasta hace poco más de 150 años había pocas pruebas, o ninguna, que apoyasen esta creencia.

Antes de 1800 los químicos conocían pocas substancias simples y puras, de la clase que ahora se llaman elementos, y no sabían mucho acerca de cómo combinar los elementos para formar compuestos. Pero en ese año, dos químicos ingleses, Carlisle y Nicholson, usaron una corriente eléctrica para descomponer el agua en dos elementos: hidrógeno y oxígeno. Con la electricidad pronto consiguieron los químicos una cantidad de otros elementos y pronto aprendieron que los elementos se combinan invariablemente en proporciones fijas según el peso.

centrales atomicas

Esto hizo que un químico inglés, Dalton, reviviera la teoría de los átomos. Él creía que cada elemento diferente está constituido por átomos distintos, y que cada uno de éstos tiene un peso especial. Pero poco después de que la gente comenzara a creer en la existencia de los átomos, o partículas indivisibles de materia, los hechos demostraron que los átomos pueden en realidad dividirse en partículas aún más pequeñas.

Primero Róntgen, un científico alemán, advirtió que ciertas substancias químicas pueden obscurecer una placa fotográfica aun cuando esté bien protegida. Había descubierto los rayos X, rayos hechos de partículas que no son átomos enteros. Más tarde, Madame Curie analizó un mineral llamado pechblenda, que emite rayos similares, y descubrió el elemento altamente radiactivo llamado radio. Las sales de radio emiten rayos sin desintegrarse aparentemente.

Marie Curie

Varios científicos, incluyendo a Rutherford y Soddy, estudiaron estos rayos y lograron descomponerlos en tres partes: rayos alfa, que poseen carga eléctrica positiva; rayos beta, o rayos de electrones, que conducen una carga negativa, y rayos gamma, o rayos X.

Más tarde, Rutherford bombardeó una lámina de oro con partículas alfa. Casi todas ellas atravesaron el oro, pero algunas rebotaron.

Esto le hizo suponer que los átomos de la lámina de oro no estaban contiguos, sino muy espaciados, como las estrellas en el cielo. También advirtió que hay gran espacio vacío dentro de cada átomo.

Madame Curie en el Laboratorio

Un danés llamado Niels Bohr encontró que en el centro de cada átomo hay partículas cargadas positivamente (protones) y partículas no cargadas (neutrones), apretadas para formar el centro o núcleo. A distancia del núcleo hay partículas mucho más pequeñas todavía, llamadas electrones, que poseen una carga de electricidad negativa. Estos electrones giran alrededor del núcleo, como los planetas alrededor del Sol.

Otón Hahn, un físico alemán, fue uno de los primeros en descubrir cómo liberar energía de los átomos por reacción en cadena, en la cual los neutrones de un átomo chocan con el núcleo de otro átomo y lo destruyen, liberando así más neutrones, que golpean a su vez los núcleos de otros átomos. Otro alemán, Max Planck, ya había descubierto cómo calcular la cantidad de energía liberada cuando se fisiona un átomo.

Planck y Borh

Los Físicos Planck y Ruthenford

Actualmente obtenemos energía no sólo dividiendo átomos pesados (fisión nuclear), sino también combinando átomos livianos (fusión nuclear).

CUADRO EVOLUCIÓN DEL CONSUMO A LO LARGO DE LA HISTORIA:

cuadro consumo de energia en la historia

Se observa que el consumo de energía va vinculado directamente con el desarrollo de las sociedades, y se pueden diferenciar dos fases: 1) preindustrial donde la energía utilizada era la propia muscular, mas la generada por el carbón, desechos orgánicos. hidraúlica y eólica y 2) la actual a partir de la energía del vapor de agua, la electricidad y el petróleo.

Ampliar: La Energía Atómica

Ampliar: Energía Mareomotriz

Ampliar: Energía Geotérmica

Fuente Consultada:
La Técnica en el Mundo Tomo I CODEX – Globerama – Editorial Cuántica

Fundadores de la Quimica Moderna Grandes Quimicos de la Historia

Fundadores de la Química Moderna
Grandes Quimicos de la Historia

La razón de que la química tardara tanto en hacer su propia revolución se debió al sujeto de su materia. Las pruebas que los astrónomos necesitaban las tenían ante sus ojos. Incluso sin la ayuda de un telescopio, Tycho Brahe fue capaz de acumular datos sobre los planetas que más tarde permitieron a Kepler deducir sus leyes de los movimientos planetarios.

Con su ayuda, Galileo pudo observar  los movimientos de los satélites de Júpiter. Y cuando utilizó su plano inclinado para experimentar con las leyes que rigen la caída de los cuerpos, se sirvió nuevamente de sus ojos para llegar a una verdad subyacente. Cuando Newton combinó las leyes de Galileo y de Kepler para formular su ley de la gravitación universal, aplicó el poder de su mente a las pruebas que veían sus ojos.

Los químicos no tenían tanta suerte: los hechos en química eran invisibles. Incluso el microscopio, que abrió nuevos mundos a los biólogos, le servía de muy poco a la química; revelaba estructuras desconocidas hasta ese momento y extrañas nuevas formas de vida, pero no ofrecía ninguna pista sobre la naturaleza de los materiales que las componían. Era perfectamente razonable, si uno se dejaba guiar por las apariencias, tratar el agua como un elemento igual que el oro o el azufre.

Observando el agua no hay manera de saber que es una combinación de dos gases o, mirando el aire, que es la mezcla de uno de esos gases y de un tercero; no importa que el gas común a los dos, al aire y al agua, esconda el secreto del fuego. Se necesitó un siglo de experimentos, del tipo defendido por Boyle, para que la química pasara de ser una investigación mágica a una ciencia respetable. Y gran parte de ese tiempo se dedicó a perseguir una quimera: la búsqueda de un «elemento» —el flogisto— que no existía.

DESDE STAHL HASTA LAVOISIER: Hacia 1720, las ideas teóricas de los químicos no se diferenciaban mucho de las que habían animado a PARACELSO. En cambio, hacia 1820 se habían vuelto, en sus rasgos esenciales, semejantes a las que profesamos hoy.

Estos cien años, de los cuales la mayor parte pertenecen al siglo que estamos historiando, representan, pues, el período de la laboriosa gestación y del nacimiento de la química moderna.

Al igual que ARISTÓTELES, en los umbrales del siglo XVIII, los químicos consideraban el agua y el aire corno elementos y ensayaban describir las reacciones con la ayuda de principios marcadamente vitalistas.

Las lecciones de BOYLE, con su clara concepción sobre el elemento químico, estaban olvidadas, y la teoría del flogisto, desarrollada por STAHL, sirvió para interpretar una gran parte de los fenómenos experimentales. (GEORG ERNST STAHL (1660-1734), médico del rey de Prusia, popularizó las ideas de su maestro JOHANN J. BECHER, dándoles forma más doctrinal.

Cuando los cuerpos, enseñó, arden o se calcinan, escapa de ellos un elemento vital, un principio ígneo, elflogisto; cuando se recupera por reducción la sustancia original, el flogisto es incorporado de nuevo al cuerpo.

Los metales, que son cuerpos compuestos, pierden su flogisto al calentarse, convirtiéndose en cal metálica (óxido), pero basta calentar la cal con carbón u otro cuerpo rico en flogisto para ver regenerarse el metal original.

Por supuesto, STAHL no ignora que la combustión exige la presencia del aire, sin embargo su papel, aunque importante, es según STAHL, pasivo: en el vacío, el flogisto no puede separarse del cuerpo, y el aire es el que permite su escape, recogiéndolo.

Sin duda, después de las investigaciones de MAYOW y BOYLE se sabía que los metales al quemarse aumentan de peso, hecho cardinal que los flogicistas se vieron obligados a ignorar o atribuir al flogisto un peso negativo, cosa que hicieron en efecto los más ortodoxos de sus filas.

A pesar de todo, la teoría de STAHL, puramente cualitativa, que presentaba la realidad al revés, tiene el innegable mérito de haber unificado los fenómenos de calcinación y combustión que el siglo anterior todavía separaba.

La mayor parte de los grandes químicos de la época se adhirieron a la doctrina flogística, lo que, sin embargo, no les impidió realizar descubrimientos fundamentales.

El inglés STEPHEN HALFS (1677-1761) creó los primeros dispositivos para recoger gases y preparó varios de éstos, pero sin reconocer las diferencias químicas entre las sustancias aeriformes.

Pero JOSEPH BLACK, de quien ya hemos hablado, descubrió que el “aire fijo” —el anhídrido carbónico— posee propiedades muy distintas de las del aire común, y el inglés HENRY CAVENDISH (1731-1810), filósofo excéntrico y experimentador de primera magnitud, aisló y estudió el “aire inflamable” —el hidrógeno de hoy—, encontrando con el aire ordinario forma una mezcla explosiva.

El boticario sueco KARL WILHELM SCHEELE (1742-1786) e, pendientemente, el teólogo unitariano JOSEPH PRIESTLEY (1733-1804) obtuvieron, por calentamiento de óxido rojo de me y de otros óxidos, el “aire de fuego» o “aire desflogisticado»  decir, el oxígeno de nuestra nomenclatura. PRIESTLEY estableció con toda claridad que el oxígeno mantiene la combustión  y que la presencia de oxígeno es indispensable para la respiración de los seres vivientes.

Las investigaciones de CAVE SCHEELE y PRIESTLEY se entrecruzan y se completan. Al quemar “aire inflamable” en “aire desflogisticado” -esto es, hidrogeno en oxígeno—, CAVENDISH muestra que el producto de la combustión es agua. Si la proporción volumétrica del oxígeno y del hidrógeno es de 1 a 2, ambos gases, comprueba CAVENDISH, desaparecen para formar un peso de agua igual a la su los pesos de los dos gases.

Por otra parte, los experimentos de SCHEELE y de PRIESTLEY dejan fuera de duda que el aire es una mezcla de dos  gases. Así, agua y aire —dos “elementos aristotélicos”. terminan por revelarse cuerpos compuestos.

SCHEELE realizó un número extraordinario de hallazgos: descubrió la barita, el magnesio, el cloro; obtuvo muchos ácidos orgánicos e inorgánicos. La glicerina, la aldehída y la caseína se agregan a la sorprendente serie de sus descubrimientos.

Estos éxitos se acumularon hacia 1780 y enriquecieron incomparablemente el patrimonio de los conocimientos químicos de la humanidad. Sin embargo, todos estos grandes experimentadores mantuvieron la doctrina de STAHL. Revisar la teoría del flogisto y el concepto cardinal del elemento bajo la nueva luz de los conocimientos adquiridos, fue obra de LAVOISIER.

LAVOISIER: Al sintetizar los descubrimientos de sus predecesores, el químico francés ANTOINE LAURENT LAVOISIER (1743-1794) se atribuyó a veces laureles ajenos. La vanidad, que le hacía olvidar lo que debía a otros, echa sin duda sombras sobre su carácter, pero no disminuye sus auténticos méritos.

Repitió cuidadosamente los experimentos de PRIESTLEY y CAVENDISH, probó que el aire es una mezcla de nitrógeno y oxígeno y que el agua es un compuesto de oxígeno e hidrógeno; demostró que en todos los casos de combustión el oxígeno se combina con la materia quemada Sostiene, pues, lo contrario de lo postulado por la doctrina de STAHL, según la cual la materia, en lugar de ganar, pierde una sustancia en la combustión. Balanza en mano, Lavoisier probó el aumento de peso.

De la explicación de las reacciones, LAVOISIER eliminó los entes inverificables e imaginarios para introducir el criterio cuantitativo, la determinación de los pesos, antes y después de la transformación.

Este criterio desde entonces será la guía suprema en la interpretación de los fenómenos químicos. Para realizar su gran révolution chimique no tuvo necesidad de invocar nuevos principios; le bastó recurrir al antiguo axioma de la conservación de la materia, para establecer lo que el buen sentido siempre había sugerido: “El peso del compuesto en las reacciones, es igual a la suma de los pesos de los componentes” .

A esta verdad agrega otra que el buen sentido no podía adivinar: “Los elementos siguen subsistiendo a través de todas las composiciones y descomposiciones”.

Sin duda, largo tiempo antes, BOYLE había formulado el concepto de elemento, mas no había dado una lista de las sustancias elementales, y los hechos empíricos a su disposición no bastaban para imponer a los investigadores la nueva noción.

Con LAVOISIER llegó ese momento crucial en la historia de la química: definió los elementos como los últimos términos de la eficacia del análisis, como sustancias simples, que no podemos suponer compuestas hasta que “la experiencia nos demuestre que en realidad lo son”.

Su célebre tabla de elementos, publicada en 1789, comprende 33 sustancias, de las cuales la gran mayoría todavía siguen siendo indescomponibles.

Todo el mundo conoce el trágico fin de LAVOISIER. Era uno de los fermiers généraux, arrendatarios de impuestos, y su Posición social lo expuso durante la Revolución francesa al odio popular. Condenado a la pena capital, fue enviado a la guillotina. “La República no necesita sabios”, dijo el juez.

Ver: Etapas dela Historia de la Quimica

Historia de los Primeros Tuneles Bajo Montañas Perforaciones

CONSTRUCCIÓN DE GRANDES TÚNELES BAJO MONTAÑA

Los caldeos, egipcios, indios, aztecas, griegos y romanos fueron famosos por sus trabajos bajo tierra, y las obras por ellos construidas parecen irrealizables cuando se piensa sólo disponían de útiles sencillos, no contando con perforadoras, compresores de aire, dinamita y tantas otras herramientas e inventos de la ingeniería moderna. Hoy todos los trabajos que parecían sueños para los antiguos se ejecutan tan fácilmente y con tanta frecuencia, que apenas se hace mención de ellos.

Veloces trenes transportan millares de pasajeros bajo altas montañas y sobre estuarios, puertos y ríos; se lleva el agua a las ciudades por túneles de kilómetros de longitud, y la tierra, bajo nuestros centros metropolitanos, es una colmena formada por pasajes subterráneos que sirven para transportar al tráfico o para conducir el agua, el calor, gas, electricidad y el correo.

Uno de los más antiguos túneles en el mundo fue construido por los romanos bajo el monte Salvanio, para transportar el exceso de agua del lago Pucino, sin salida natural. Tenía 5.600 metros de longitud, y en ciertos lugares corría a 181 metros debajo de la superficie. Se proyectó con un ancho de 2,70 metros y 4,50 de altura; pero cuando en 1862 fue abierto de nuevo, después de haber estado obstruido por siglos, se encontró que su sección era’ muy irregular. Según dice Plinio, se ocuparon en la construcción 30.000 hombres durante once años, y la mayor parte de los movimientos de tierra y rocas se hicieron con cestos cuya cabida no llegaba a 0,05 metros cúbicos.

El túnel de mayor longitud en el mundo es el del Simplón, bajo los Alpes, teniendo 20 kilómetros. Le sigue en longitud otro en Schemnitz (Hungría), construido para el abastecimiento de aguas de unas minas. Este tiene 16.432 metros de longitud, y su construcción duró noventa y seis años, desde 1782 a 1878, siendo, por tanto, la obra de esta clase que se ejecutó más despacio. En sección mide 4,35 metros de altura y 2,30 metros de ancho. Su coste fue de 5.000.000 de dólares aproximadamente, o sea unos 3.044 dólares por metro de longitud.

Los túneles como el del lago Pucino y el de Schemnitz son de fatigosa construcción, y a veces peligrosa, pero muy sencillos, comparados con la perforación a través de grandes montañas o bajo el mar o los ríos. En el primer caso generalmente se abren pozos verticales a distancias diversas y a lo largo de la línea proyectada, no sólo para sacar por ellos el material excavado, es decir, los escombros, sino también para alinear el túnel y ventilarlo durante los trabajos. Una buena ventilación a lo largo de los túneles es un factor de la mayor importancia.

Los pozos claro que no pueden construirse en el caso de perforar las montañas altas o en trabajos bajo el agua. Por tanto, hay que seguir otros métodos y procedimientos de construcción más o menos atrevidos.

La gran época de la construcción de túneles comenzó con los perfeccionamientos y desarrollo de los ferrocarriles; el aumento creciente de tráfico y la necesidad de transportarlo ha sido lo que estimuló a los ingenieros y constructores.

La perforación de los primeros túneles debió presentar grandes dificultades y dura labor, por no tener ia experiencia adquirida en nuestros días. Los hombres trabajaban con picos y barrenos de mano, a la luz de un candil, rodeados por la obscuridad, sin protección para los desprendimientos de tierras o rocas, corrientes de agua ocultas y con temperaturas sofocantes. No contaban con el auxilio de aplicaciones mecánicas, y la enfermedad o la muerte era muy a menudo el último premio del obrero.

Por ejemplo: en la construcción del gran túnel de San Gotardo, bajo los Alpes, las pérdidas por accidentes llegaron a 800. Hoy la perforación de los túneles es un trabajo comparativamente bastante seguro. Esto se ha conseguido con las entibaciones y el empleo del aire comprimido para suministrar aire puro y fresco a los trabajadores y fuerza a las máquinas perforadoras.

Los triunfos más .sorprendentes logrados por el hombre fueron la perforación de los Alpes por cuatro diferentes túneles: Mont Ceñís, Arlberg, San Gotardo y Simplón. Estos son los nombres de las grandes rutas en las que se han construido cuatro túneles, empleando perforadoras mecánicas y explosivos de gran fuerza. En Mont Cenis, que fue el primero, se inició el sistema, y las perforadoras trabajaban movidas por el aire comprimido en una instalación especial, desde donde se enviaba por tuberías.

Pocas veces se perforan los túneles con toda su sección a la vez. Primero se abre una galería <<de avalice», y el resto de la obra es tarea relativamente fácil. Si la roca es sólida, no es necesario alisar las superficies laterales, a menos que no se destinen al paso de las aguas.

El túnel de Mont Cenis se complete en 1871, y tiene 12 kilómetros de longitud, atravesando el punto más alto de te montaña, a una profundidad de 2.393 metros. El San Gotardo, con 14.760 metros de longitud, se abrió a la explotación en 1881. El de Arlberg, en 1885, tiene 10.400 metros, y el Simplón, de 19.60c metros, se terminó en 1905.

Como se dijo anteriormente, es el túnel más largo de los ferrocarriles del mundo, y si coste fue, poco más o menos, de uno: 60 millones de francos. El precio por metro longitudinal (aproximadamente 30c francos) fue, sin embargo, la mitad del de Mont Cenis, construido treinta y cuatro años antes.

El avance medio diario llegó a ocho metros, contra 2,50 en el primero, a pesar de las interrupciones en la ejecución de las obras, que fueron bastante serias y frecuentes. Esto da idea de los rápidos progresos alcanzados en los métodos de ejecución y maquinismos. La perforación del túnel de San Gotardo llevó nueve años y un cuarto de trabajo continuo, durante el día y la noche, avanzando, por tanto, poco más de un kilómetro y medio por año.

Empleó continuamente cerca de 3.500 hombres, y se establecieron instalaciones hidroeléctricas para hacer mover los compresores de aire en las dos bocas. Para ello se aprovecharon 1.500 caballos de fuerza en Góschenen y 1.100 en el extremo de Airólo. Para el transporte de los productos de la excavación se emplearon locomotoras de aire comprimido. Este túnel costó 4 000 franco s, aproximadamente, por metro longitudinal.

La construcción del túnel del Simplón llevó siete años. Se compone de dos túneles paralelos, siendo uno de ellos, en realidad, sólo una galería de ventilación. El túnel principal tiene 4,50 metros de ancho a nivel de los carriles y unos 5,50 metros de altura en su centro.

En la construcción de los túneles alpinos se encontraron dificultades excepcionales. Según aumentaba la profundidad en el avance, es decir, la altura de la montaña era mayor, así subía la temperatura. En el San Gotardo, antes de encontrarse los dos grupos, llegó a 33,89 grados centígrados. Esto hizo retrasar bastante las obras, pues los hombres no podían trabajar mucho tiempo.

La ventilación resultó también insuficiente, y algunos obreros y caballerías murieron asfixiados a causa de los gases que se formaban al explotar los barrenos cargados con dinamita. Se calcula hubo durante las obras cerca de 1.500 accidentes de todas clases. Se precisaban todos los días unos 126.650 metros cúbicos de aire. Sin embargo, asombra pensar cuántas no serían las víctimas sacrificadas y las dificultades vencidas en los túneles construidos en épocas anteriores, cuando el gran desenvolvimiento de la ciencia no había llegado a la altura que alcanzó en el siglo pasado y no existían los mecanismos perfeccionados, haciéndose todo por el esfuerzo humano únicamente; como, por ejemplo, en el Oberer Wilderenanners-tollen, que fue comenzado en 1535 y terminado en 1685; esto es, invirtiéndose ciento cincuenta años en perforar 9.168 metros. O bien en las ciclópeas perforaciones subterráneas de la Edad Media. La ventilación del San Gotardo es por tiro natural.

La diferencia de presión barométrica entre las dos bocas produce la corriente. La perforación de una sección, apenas 100 metros de longitud, fue sumamente difícil en este túnel, pues la roca, de naturaleza caliza, se descomponía con el agua y daba lugar a enormes desprendimientos. Esta parte tuvo que ensancharse y hacer un revestimiento de mampostería granítica de gran espesor. Otro famoso túnel es el construido en el antiguo ferrocarril Troy y Greenfield (ahora formando parte del de Boston y Maine), bajo el monte Hoosac, en la parte oeste de Massachusetts. Duró su construcción diez y seis años, pues comenzó en 1858 y se terminó y empezó a funcionar en 1874.

Su longitud es 7.600 metros y el coste fue de 10 millones de dólares. Aunque de construirse ahora sería una obra fácil, debe decirse que para su tiempo fue realmente extraordinaria. Se perforó atravesando capas de esquistos, casi tan duros como el granito, y al principio usando barrenos a mano y pólvora negra ordinaria; pero más tarde se instalaron perforadoras mecánicas y se empleó la dinamita, que comenzó a conocerse por esta época.

Se construyó al mismotiempo que el Mont Cenis, y muchos de los hombres que trabajaron en él viajaron de Suiza a su terminación y aportaban a la gigantesca obra el valioso caudal de experiencias adquirido.

Los retrasos e interrupciones fueron numerosos, debido principalmente al fracaso de las primeras máquinas perforadoras, los cambios de dirección y contratistas. El trabajo para sacar el material arrancado, así como el replanteo, se facilitó mucho con la apertura de pozos desde la superficie en la montaña hasta el nivel del túnel. De esta manera se consiguió la ventilación necesaria durante las obras.

En ellas aconteció un horroroso accidente. Al llegar a la profundidad de 177 metros en el pozo central, es decir, la mitad de la calculada, se declaró un incendio en el casetón construí-¿do en la boca, que servía como almacén general y oficinas. En el pozo había trece obreros trabajando, y claro que se hicieron toda clase de esfuerzos para subirlos con los cubos y cajones, pero sin resultado.

El fuego quemó los cables, cayendo aquéllos, y poco después la plataforma para la carga y descarga de los materiales, con los martillos, mazas, barrenos y otras pesadas herramientas sobre ella apiladas. Esta tremenda carga de acero, seguida a los pocos momentos delos maderos de la cubierta ardiendo, sepultó a los desdichados obreros. Meses después, cuando se quitaron los escombros, aparecieron los cuerpos de los trece mineros.

Todos los grandes túneles pagaron su tributo a la muerte, y en el de Hoosac llegó éste a 95. Pero los métodos modernos y las diversas disposiciones protectoras para asegurar la vida de los obreros han disminuido extraordinariamente el número de muertos, si bien no se ha podido llegar todavía a una perfecta seguridad, ya que se trata de un trabajo en el que actúa, con frecuencia, lo imprevisto, y es fácil encontrar fuerzas desconocidas.

Una protección contra derrumbes, a medida que los obreros perforaban, la misma se iba
introduciendo en el túnel con prensas hidráulicas. Fueron apareciendo distintos sistemas de protección para evitar accidentes en las obras, que muchas veces también retrasaban los tiempos dispuestos según contratos.

La mayor dificultad con que se tropieza en el arriesgado trabajo de los túneles de gran longitud es el conocimiento incierto de la naturaleza de las capas en los terrenos que han de horadarse. Aunque, en general, los geólogos pueden fijar la índole y condición de los estratos a través de los cuales pasa el túnel, sus previsiones no son siempre seguras; y a pesar de haberse ejecutado ya muchos, no es posible saber exactamente lo que en los sucesivos puede aparecer. Los más peligrosos de todos los terrenos son los formados por materiales sueltos, las arenas y las corrientes de agua. En ellos tuvieron origen la mayoría de los accidentes.

Desde mego no se hubieran podido perforar los Alpes de no haber hecho antes los geólogos un estudio minucioso del carácter de los estratos que habían de encontrarse.

En la parte norte del túnel de San Gotardo, y en toda una longitud de 1.828 metros, la excavación se hizo en roca dura granítica y completamente seca. Pero en la parte sur, la corriente de agua naciente en la roca descompuesta cortada llegó a 18.000 litros por minuto, es decir, lo que pueden descargar 30 medianas bombas de vapor para incendios. A veces las corrientes torrenciales que se encuentran tienen medio metro de profundidad e inundan los bastidores de las perforadoras mecánicas. Los hombres trabajan continuadamente bajo una lluvia tropical que cae del techo, mientras chorros de agua tan gruesos como sus brazos saltan de los costados y el suelo.

Hay que añadir a estas molestias las que resultan de trabajar siempre a temperaturas altas, y que aumentaban con las explosiones de los barrenos, llegando así a 29 grados centígrados y a veces más. En la parte sur fue más alta que en la norte, debido probablemente a la mayor altura de las montañas allí. Aun peor que todo esto es la aparición de manantiales de agua caliente, tal como aconteció en el túnel del Simplón. Los hombres fueron derribados a tierra y la temperatura del aire subió de tal manera, que, para continuar el trabajo, fue necesario mezclar esta corriente con otra de agua a menor temperatura.

Además de los varios cientos de túneles en los ferrocarriles de este país, se han construido otros muchos para saneamientos y abastecer de agua a las poblaciones, no debiéndose considerar completo un artículo que trate de esta clase de obras si no se cita el terminado en 1913, junto a la montaña Storm Kinig, para canalizar las aguas de Catskill para el abastecimiento de la ciudad de Nueva York. Era preciso atravesar el río Hudson; y después de estudiar las ventajas y desventajas de los proyectos para conducir las aguas, bien por un puente, bien por tuberías de acero tendidas en el fondo del río, o bien por la construcción de un túnel, se adoptó este último sistema, perforando la roca que forma el lecho en casi toda su extensión.

Explosivos Aplicados A La Guerra

 

Consecuencias del Progreso Cientifico y Tecnico Los Cambios Sociales

PROGRESOS EN LA CIENCIA Y TÉCNICA
CONSECUENCIAS DEL PROGRESO TÉCNICO:

El progreso brindó acceso a una vida más saludable y larga, más cómoda y descansada y con mejores oportunidades de desarrollo intelectual y de esparcimiento. El progreso ha traído también consigo problemas cuya solución se busca. La lucha exitosa contra las enfermedades prolongó la vida humana y la disminución de la mortalidad infantil.

Ambos provocaron un súbito incremento de la población mundial, llamada «explosión demográfica». Este crecimiento vertiginoso (unos 70 millones por año) nos conduce a un tota! de 4 000 millones de seres humanos. Para atenderlos, debe aplicarse la explotación intensiva de los recursos naturales. Hay que afrontar, además, el problema de la enorme masa de residuos descartados por los procesos industriales que contamina y «destruye» la naturaleza (problema ecológico).

El extraordinario incremento del consumo de combustibles ocasionó graves problemas de escasez y de contaminación. Ambos pueden ser solucionados mediante el aprovechamiento de la energía solar. La superpoblación y la mecanización del campo provocan la concentración de vastas masas humanas en las ciudades, origen de numerosos problemas de convivencia en todos sus aspectos, naturales y sociales.

Los países menos desarrollados fueron incapaces de incrementar suficientemente su producción respecto del aumento de su población. Como consecuencia rebajan los niveles de vida hasta provocar en ocasiones «el hambre» de vastos sectores.

CULTURA La filosofía reflejó los profundos cambios ocurridos en las condiciones de vida: gran libertad de decisión en la esfera personal y mayor tiempo disponible dieron al individuo oportunidad de enfrentarse mejor consigo mismo. El ateísmo y la incredulidad predominantes a principios de siglo tendían a cerrar el camino de la explicación y justificación de la existencia humana.

Surgen entonces escuelas de pensamiento que encaran el problema, corno el existencialismo, del francés Jean Paul Sartre. El positivismo lógico de John Dewey, norteamericano, y Bertrand Russell, inglés, que afirma la inutilidad de buscar el significado de la vida o de tratar de comprender la naturaleza del Universo. Jacques Maritain, católico francés, desarrolló el tomismo, doctrina basada en las enseñanzas de Aristóteles y Santo Tomás de Aquino; ofrece una explicación del Universo por el razonamiento y la lógica, fundado en ideas básicas de la fe religiosa.

La Sociología estudió los problemas vitales surgidos de las multitudinarias concentraciones urbanas: el «conformismo», reemplazante de la propia personalidad por la de la masa; la «alienación», angustiosa sensación de soledad y aislamiento, propia del anonimato de las grandes ciudades.

El Psicoanálisis, originado en los trabajos del doctor Sigmund Freud, trata las perturbaciones anímicas provocadas por esta situación. La novela predomina en la literatura contemporánea: expone ideas filosóficas (novela de tesis), problemas sociológicos, descripción de ambientes y caracteres personales. La novela informativa, de escaso valor literario, pero muy difundida expone temas estudiados por sus autores en forma muy minuciosa.

La pintura. En la búsqueda de nuevas formas de expresión estética se destacó el cubismo del español Pablo Picasso; su «pintura abstracta», así llamada por no reproducir las formas de la vida real que representa por «símbolos», figuras convencionales. El surrealismo, cuyo exponente actual es Salvador Dalí, español, muestra los pensamientos y sueños del hombre contemporáneo. La música y la escultura se caracterizaron por la búsqueda de formas de expresión no convencionales.

La Arquitectura destacó su funcionalidad y simplicidad; sintió la influencia de nuevos elementos de construcción, como la del hormigón armado. Sobresalieron el suizo Carlos Jeanneret (Le Corbusier, imagen izq. ) y el norteamericano Frank Lloyd Wright. La pugna entre dos grupos de naciones esencialmente opuestos, encabezados por los Estados Unidos y por Rusia, constituye el problema angustioso de la Historia actual.

En la práctica, la existencia de un tercer grupo de naciones «no comprometidas» tiene mucho de ficción porque están infiltradas por uno u otro bando. Los organismos internacionales que persiguen el fin supremo del mantenimiento de la paz como las Naciones Unidas, de permanentes gestiones activas, y asambleas periódicas, y el Parlamento Europeo, órgano de la Liga de las Naciones, que se reúne periódicamente, procuran encontrar soluciones razonables y equitativas a los intereses en pugna. Los gastos militares absorben directa e indirectamente la mayor parte de los presupuestos nacionales, substraídos de esa manera a un más humano destino, exigido por las necesidades apremiantes: alimento, indumentaria, salud, ocupación remunerada, servicios sociales, educación, en constante crecimiento por el aumento de la población mundial, que excede el de los medios para satisfacerla.

Una confrontación armada dejaría al virtual vencedor poco menos destruido que el vencido y posiblemente incapacitado para reponerse. ¿El fin de nuestra civilización? La respuesta debe darla la fe en un Dios Creador que ama a sus criaturas, que ha comprometido ampararlas en las grandes crisis, a través de los siglos.

Todos los credos que sustentan esta. esperanza: católicos, ortodoxos, iglesias cristianas disidentes, musulmanes, judíos, religiones de oriente, cifran su confianza en la Promesa.

El Papa Juan Pablo II, culminando la doctrina de la Iglesia de la fraternidad en el Padre Común y su Misericordia, ha recogido en sus giras por los más diversos ámbitos del mundo la formidable adhesión de millares de oyentes, en demostraciones colectivas jamás igualadas. Los católicos como él, y los coincidentes en la divina Bondad de un Ser Supremo, pongamos nuestro afán en seguirlo y prestémosle nuestro apoyo entusiasta.

Cuestionamientos al Progreso Tecnológico del Siglo XX

Fuente Consultada: Historia 3 de José C. Astolfi

Grandes Cambios Cientificos Tecnicos Sociales en el Siglo XX

Grandes Cambios Científicos Técnicos Sociales en el Siglo XX

PROGRESOS EN LA CIENCIA Y TÉCNICA
A partir de la década de 1940, el progreso de la ciencia aplicada y el desarrollo de la técnica, adquirieron un ritmo vertiginoso impulsados por la guerra y la competencia comercial. Los Estados Unidos, empeñados en mantener la preponderancia mundial de su liderazgo tecnológico, encabezaron estas actividades.

La investigación, hasta entonces limitada al laboratorio y a la Universidad, fue notablemente ampliada. Hoy la llevan a cabo grandes empresas fabriles privadas y entes estatales, que invierten cuantiosos recursos en refinado instrumental de precisión. La investigación, cuidadosamente planificada de antemano, es confiada a profesionales organizados en el trabajo en equipo.

Como consecuencia de esto, también se ha extendido el llamado desarrollo, consistente en encontrar técnicas adecuadas para aplicar los descubrimientos científicos.

Biografia de Albert Einstein: Relatividad Especial y Efecto Fotoeléctrico Carta HistóricaEste progreso de nuestro siglo fue posible gracias a la obra de Alberto Einstein, nacido en Alemania en 1879. Estudió física en el Kaiser Wilhelm Instituto de Berlín. En 1921 ganó el Premio Nobel de ese año. Pasó a los Estados Unidos en 1933 para eludir la persecución nazi contra los judíos.

Continuó su labor en la Universidad de Princeton, hasta fallecer en 1955. Sus teorías, de extraordinaria audacia intelectual, modificaron radicalmente las ciencias físicas, dotándolas de nuevas bases filosóficas. Con el conjunto de sus ideas constituyó su Teoría de la Relatividad, ésta afirma que la materia puede transformarse en energía.

Niels Bohr, Enrico Fermi y James Chadwick, entre otros, profundizaron el estudio de la constitución íntima del atonto. Sus primeras aplicaciones fueron de índole militar. En el centro científico de Oak Ridge (EE. UU.) se fabricó la primera «bomba atómica», cuyo extraordinario poder proviene de la transformación de materia en enegía. Hoy en día son múltiples los usos pacíficos de la energía atómica.

En 1957 entró en funcionamiento en Shippingport, cerca de la ciudad de Pittsburgh, la primera central nuclear productora de electricidad comercial. Luego se multiplicaron las unidades de ese tipo por todo el mundo. El submarino «Nautilus» fue el primer buque impulsado por energía atómica, seguido por rompehielos, portaaviones y barcos mercantes. Se tratan actualmente proyectos de navíos espaciales atómicos para explorar otras galaxias.
Partículas radiactivadas se utilizan en diagnósticos y tratamientos médicos y para la detección de fallas en máquinas.

El rayo láser —haz concentrador de luz—, descubierto por Teodoro Maiman en 1960, se emplea tanto en cirugía como en corte de metales; otra aplicación en proyecto es la transmisión de energía a distancia.

La exploración del espacio exterior se inició con trabajos sobre proyectiles guiados («bombas voladoras») efectuados en Alemania durante la guerra. Terminada la contienda, estos científicos, ingenieros y técnicos pasaron a los Estados Unidos y a Rusia, y allí continuaron sus trabajos. Entre ellos estaba }, director del programa espacial norteamericano y responsable de la llegada del hombre a la luna.

El 4 de octubre de 1957, Rusia colocó en órbita al Sputnik, primer satélite artificial de la Tierra. El 12 de abril de 1961 hizo lo propio con Yuri Gagarin, el primer astronauta.

El 20 de julio de 1969, a las 23 (hora argentina) pisó la Luna el norteamericano Neil Armstrong. Inmediatamente después lo hizo su compañero Aldrin. Collins, el tercer componente de la tripulación, permaneció en órbita lunar. La hazaña, conocida como Misión Apolo 11, fue transmitida por televisión en vivo y en directo y vista con toda nitidez en nuestro país. Vueltos a la Tierra tres días después, luego de un viaje que en total insumió ocho días, fueron largamente agasajados.

Siguieron otras expediciones en que los astronautas exploraron parte de la superficie lunar recorriéndola en vehículos. Los rusos realizaron una tarea similar empleando artefactos no tripulados.

Otros navíos no tripulados (sondas espaciales) enviaron fotografías, imágenes televisivas y gran acopio de informaciones desde Marte y Venus, extendidas a los demás planetas de nuestro sistema solar.

Los satélites de comunicaciones facilitan el uso de la televisión y el teléfono y su empleo intercontinental. Satélites en órbita llenan otros objetivos como la predicción del tiempo, descubrimiento de yacimientos minerales subterráneos, tareas geográficas, y como radiofaros para guía de aviones y barcos. Están dotados de cámaras e instrumentos de muy alta sensibilidad, ya que pueden distinguir un objeto del tamaño de una pelota de golf desde una altura de 500 km.

En los últimos años se ha encarado la exploración de las profundidades y del suelo oceánico, donde existen ricos yacimientos minerales. El estudio de vegetales y peces desconocidos hasta entonces, hallados a miles de metros de profundidad, esclarece y aumenta los conocimientos sobre la evolución de las especies.

La astronomía recibió un notable impulso debido al progreso técnico. La observación estelar adquirió gran precisión mediante telescopios puestos en órbita: libres de la interferencia de la atmósfera. El análisis espectrográfico (descomposición por el prisma de la luz de las estrellas) permitió detectar la presencia de elementos químicos. La información directa obtenida por los vehículos espaciales en los planetas y la utilización de gigantescas antenas en forma de pantalla (radiotelescopio) que captan ondas electromagnéticas y radiales emitidas por cuerpos celestes, aumentaron notablemente el conocimiento del cosmos.

Mencionaremos los importantes descubrimientos de los «agujeros negros«, inmensas extensiones donde la materia se concentra hasta adquirir densidades imposibles de imaginar, y los «quasars», objetos que emiten enorme energía.

La electrónica nació con el invento de la válvula triodo, obtenida por Lee De Forest en 1907. Tomó como punto de partida experiencias de Edison sobre descargas eléctricas en el vacío. La válvula encontró rápidamente aplicación amplificando señales de radiofonía. Más tarde fue un elemento vital en la construcción de computadoras.

La televisión comercial, iniciada por Alien B. Du Mont en 1939, extendió el campo de la electrónica. El descubrimiento de los semiconductores (elementos que permiten el paso de la corriente eléctrica en un solo sentido), la invención del transistor, los circuitos impresos y la miniaturización han erigido a la electrónica en técnica indispensable para la vida del hombre.

Las investigaciones de Luis de Gouffignal y Vannevar Bush abrieron el camino a la construcción de la primera computadora, por sistema mecánico. Fue completada en abril de 1944 por Howard Aiken. John Mauchly, de la Universidad de Pennsylvania, construyó en 1946 a ENIAC, nombre de la primera computadora electrónica a válvulas. Los avances posteriores de la electrónica multiplicaron las posibilidades de funcionamiento y la perfección de la computadora.

PROGRESOS EN LA CIENCIA Y TÉCNICA

La cibernética, fruto de los trabajos de Norberto Wiener y su equipo del Intitulo Tecnológico de Massachussets (M.I.T.), recibió luego importantes aportes, como el de Herbert Simón, de la Universidad de Chicago. Esta disciplina estudia el mecanismo de funcionamiento de la mente humana y luego lo reproduce, mediante el uso de computadoras, para la dirección automática de procesos industriales y otros de la más variada índole.

Una aplicación es el sistema de guía de proyectiles (misiles) que viajan miles de kilómetros hacia un objetivo prefijado, corrigiendo automáticamente su curso con referencia a la posición de las estrellas.

La Química investigó profundamente la naturaleza de las reacciones utilizando los conocimientos de la física nuclear y de otras disciplinas afines, como la termodinámica y la metalurgia. Grandes progresos brindó el empleo del microscopio electrónico.

Está basado en la ampliación de la imagen por un campo magnético, fenómeno observado por Luis de Broglie en 1932. La espectrografía y !a cromatografía (separación de elementos por filtración), agilizaron los procedimientos de análisis.

La aparición de los productos sintéticos data de 1931, con la obtención del neoprene (sustituto de la goma) porNiewland y Garothers. Este último inventó el nylon en 1937. Las fibras artificiales y los plásticos tienen infinidad de aplicaciones. Los últimos descubrimientos permiten obtener proteínas alimenticias a partir del petróleo.

La Biología y la Medicina, al par de otras ciencias, se vieron favorecidas por la utilización del microscopio electrónico. Facilitó el hallazgo y el estudio de los virus, responsables de enfermedades muy difundidas como la gripe, la viruela, etc. La lucha prosperó con el descubrimiento de las vacunas, como la de la poliomielitis (parálisis infantil) realizado por los doctores Jonathan Salk en 1954 y Albert Sabin, y con el uso de antibióticos: la penicilina, descubierta por Fleming en 1930, la sulfamida, por Domagk en 1935, y la estreptomicina, porWaksman en 1940.

La existencia de las hormonas, hallada por Claude Bernard, fue seguida por el aislamiento de las mismas, la adrenalina, en 1903, y la insulina, descubierta por Haig, entre otras. Son utilizadas en el tratamiento de enfermedades. El control del funcionamiento de los órganos que las secretan constituye la endocrinología.

El estudio de las vitaminas, iniciado por el alemán C. Funk en 1912, su obtención y posterior producción hicieron posible la erradicación de las enfermedades provocadas por la falta de alguna de aquéllas, como el escorbuto, el beri beri y ciertas formas de anemia. En algunos países se agregan vitaminas a los productos de consumo masivo (pan, leche, etc.) para mejorar la dieta alimentaria.

Se difundió el transplante de órganos y la colocación de aparatos mecánicos o electrónicos en el cuerpo humano. Se extendió el uso de elementos radiactivos y se facilitó la exactitud del diagnóstico, mediante sondas de fibra óptica, que permiten ver en el interior del cuerpo humano (por ejemplo en venas y arterias y en el sistema gástrico) y aparatos de tomografía computada que trazan verdaderos mapas radiográficos en tres dimensiones.
La investigación más reciente profundiza el conocimiento del origen de la vida y las leyes de la herencia biológica mediante el estudio de los genes.

Crick, Watson y Wilkins descubrieron en 1960 el ácido deoxiribonucleico (DNA), compuesto fundamental del gen que rige las leyes de la herencia. Experiencias de ataque por bacterias permiten modificar la estructura molecular del DNA, y de ese modo producir plantas y animales de características más convenientes.

La mecanización y el uso intensivo de productos químicos (herbicidas, pesticidas y abonos sintéticos), revolucionó la agricultura. Aumentó el rendimiento, los cultivos se extendieron a zonas anteriormente no aptas: se obtuvieron semillas y frutos de mejor calidad y mayor tamaño.

La inseminación artificial mejoró la calidad del ganado. Con el motor a reacción el transporte aéreo adquirió gran preponderancia, aumentando su velocidad y capacidad de carga; se transportan más de 300 pasajeros por vuelo. El Concorde, franco británico, viaja a una velocidad de crucero de 2.200 kilómetros por hora.

Cuestionamientos al Progreso Tecnológico del Siglo XX

Fuente Consultada: Historia 3 de José C. Astolfi

Hermanos Lumiere Primera Proyeccion de Cine Historia del Cine

Hermanos Lumiere- Historia Primera Proyección de Cine –

Los hermanos Lumiére nacieron en Besancon (Francia). Su padre, Antoinc Lumiére, natural de Haute-Saóne, fue la persona que mayor influencia tuvo en los posteriores descubrimientos de sus hijos, ya que éstos heredaron de aquél una tremenda pasión por la fotografía y todo lo que se relacionara con ella.

Desde pequeños, los Lumiére fueron educados en las posibilidades que ofrecía el nuevo arte, hasta tal punto que cuando sólo contaban doce (Auguste) y diez (Louis) años recibieron como regalo los materiales indispensables para la construcción de una máquina de fotografiar. Ya anteriormente, en 1870, cuando se instalaron en Lyon, Auguste y Louis, acompañados por Jeanne, hija menor de los Lumiére, habían empezado a experimentar con la cámara fotográfica.

Poco imaginaban entonces los Lumiére que con el tiempo (cerca de diez años les costó llevar a término la gran aventura de sus vidas) aquel entusiasmo que sentían por la fotografía iba a plasmarse en el invento del cinematógrafo, invento que por un lado supondría la creación de un nuevo arte de expresión, aunque ellos no lo concibieran como tal en aquel momento, y por otro una inapreciable ayuda , una vez perfeccionado, a todos los campos de la cultura.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS: En las últimas décadas del siglo XIX y las primeras del siglo XX surgió y se afianzó un conjunto muy significativo de innovaciones tecnológicas que tuvieron una gran incidencia en la calidad de vida de la población. Una breve enumeración puede dar una idea de su importancia para la vida cotidiana: el teléfono, la iluminación eléctrica, el motor de explosión, el neumático, los sistemas de agua corriente, la máquina de escribir, el ascensor, la bicicleta, la aspiradora, el automóvil, el aeroplano, el frigorífico, el fonógrafo, el cinematógrafo, la aspirina.

los hermanos lumiere

El avance en la investigación médica, con los descubrimientos de las vacunas y los avances en las condiciones y técnicas quirúrgicas, condujo a una mejora en las condiciones de salud de la población. Pero sobre todo fueron los desarrollos de los sistemas de saneamiento e higiene urbanos los que permitieron controlar enfermedades que, hasta esa época, habían tenido consecuencias fatales.

Aparecieron y se difundieron nuevas formas de esparcimiento y entretenimiento. La afición por los deportes se extendió rápidamente, si bien las exigentes condiciones de trabajo que soportaban los obreros limitaban su posibilidad de practicarlos. En 1896, se llevaron a cabo en Atenas los primeros Juegos Olímpicos de la era moderna. La mejora de las calles y rutas facilitó la difusión de uno de los símbolos populares del progreso de fm de siglo: la bicicleta. La bicicleta comenzó siendo un lujo al alcance de los ricos.

Más tarde su uso se generalizó y se convirtió en un medio de transporte popular. El nuevo lujo de los ricos pasó a ser el automóvil. La producción anual de automóviles era limitada; en 1900 se fabricaron solamente 9.000 autos en todo el mundo. El salto en la fabricación se produjo con el modelo T de Ford: en 1916 se fabricaron 735.000 unidades solamente de este modelo.

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HERMANOS LUMIÈRE
Inventores del séptimo arte

Científicos autodidactas e inventores talentosos, Auguste y Louis Lumière dieron vida a la fotografía al inventar una de las artes más importantes del siglo xx, el cine. A menudo se ignora que también fueron los padres de la fotografía en color.

Sin embargo, el descubrimiento de los Lumiére carecería de toda su dimensión si no citáramos a los grandes aportadores de ideas que a través de muchos años de investigaciones lo precedieron: Peter Mark Roget (1779-1869), sit Challes Wheatstone (1792-1875), Michel Faraday (1791-1867), Joseph Plateau (1791-1883), Edward Muybridge (1830-1904), J. J. César Jannsen (1824-1907), Etienne Jules Marey (1830-1904), Louis-Aimé-August Leprince (1842-1890), William Friese-Greene (1855-1921) y, fundamentalmente, Thomas Alva Edison (1847-1931). Todos ellos contribuyeron en alguna forma y a través de sus experimentos, que luego serían aprovechados por los Lumiére, al descubrimiento del cine.

¿Cómo fueron los inicios de los hermanos? Claude-Antoine Lumiére estaba orgulloso de sus dos hijos. Transmitió a Auguste, nacido en 1862, y a Louis, dos años menor, su pasión por la fotografía.

En el estudio de Lyon de la familia Lumiére, ambos niños se familiarizaron con las técnicas para hacer tomas y los procedimientos para desarrollar negativos, aprendiendo muy pronto todo lo que había que saber sobre la exposición de las placas, el lavado, el barnizado … Alumnos brillantes, ambos hermanos ingresaron en el liceo La Martiniére, donde obtuvieron numerosos premios; sin embargo, debido a sus constantes e intensas jaquecas no pudieron preparar el concurso para ingresar en la Escuela politécnica.

No les fue necesario asistir a este prestigioso establecimiento, ya que muy pronto se convirtieron en distinguidos químicos.

En el estudio de su padre, la pareja de jóvenes se interesó por los experimentos que este último había emprendido para desarrollar emulsiones más eficientes, y en 1881 elaboraron una fórmula sobre base de gelatina y bromuro para recuperar las placas fotográficas. Ese mismo a Auguste tuvo que hacer el servicio militar. Sin embargo, Louis no abandonó investigaciones, y por su cuenta desarrolló una placa seca sobre la base de gelatina y bromuro de plata, que comercializó con un éxito increíble bajo el nombre «Etiquetas azules».

¿Cuáles son los antepasados del cine? El cine tiene tras de sí una larga historia plagada de intentos de reproducir imágenes en movimiento. Los aparatos antiguos que hoy sólo se utilizan como curiosidad y documentos, fueron los primeros pasos de la técnica cinematográfica. Uno de sus antepasados directos es la linterna mágica que construyó el alemán Athanasius Kircher, en 1646. Se trataba de un aparato formado por una sencilla caja con un agujero donde iba fijada una lente. En la caja había una lámpara de aceite.

Entre la lámpara y la lente se colocaba una plancha de vidrio pintada con imágenes, que se proyectaban sobre la pared blanca. Cuando, un siglo más tarde, se conoció el principio de la persistencia de las imágenes en la retina del ojo humano, se dieron nuevos intentos, pero hasta la llegada de la fotografía no se pensó en la posibilidad de crear instrumentos capaces de reproducir una serie continua de fotografías de modo que se crease la ilusión de movimiento.

¿Cuándo nació oficialmente el cine? Los hermanos franceses Louis y Auguste Lumiere consiguieron, tras muchos intentos fallidos, presentar en público su invento, ofreciendo la primera proyección cinematográfica la noche del 28 de diciembre de 1895: se organizó una demostración de pago en los bajos del Grand Café de París, organizada por Clément Maurice. La entrada valía un franco y asisistieron 33 personas. Los hermanos Lumiere llamaron «cinématographe» al instrumento que servía al mismo tiempo para la toma de imágenes en movimiento y su proyección en una pantalla. Hoy en día no quedan rastros del Grand Café, pero en el número 14 de la calle, entre modernas tiendas, puede leerse una lápida de mármol que recuerda el memorable acontecimiento.

¿Cuáles fueron las primeras películas? El primer cortometraje se titulaba La salida de los obreros de los talleres Lumière y recogía una instantánea de la realidad. Otras películas fueron La llegada de un tren a la estación y la divertida El regador regado. ¿Cómo reaccionó el público? La proyección suscitó un gran entusiasmo. El público se sentía fascinado en aquella atmósfera de maravilla creada por el artilugio de los Lumiere, cuando veía el tren que expulsaba humo y a los viajeros bajar y subir como si estuvieran «allí mismo», y se divertía con el gracioso jardinero que en vez de regar las flores se regaba a sí mismo.

¿Cómo reaccionó la crítica? Para los espectadores de aquella velada el cine fue una maravilla de la técnica. Entre el público también había periodistas; uno de ellos comentó que el espectáculo era de una autenticidad increíble, otro escribió: «Este es uno de los momentos más extraordinarios de la historia de la humanidad».

¿Cómo se difundió? El éxito fue inmediato y clamoroso. Las películas de los Lumiere dieron la vuelta al mundo desde 1896, llevando a todos los lugares el conocimiento de su extraordinario invento. Así nació la industria cinematográfica y con ella una nueva forma de expresión artística.

¿Cuál es el mérito de los Lumière? En la velada de la proyección, los hermanos no se encontraban en la sala porque se sentían vencidos por la fatiga y, quizás también por la emoción. Fue su padre quien organizó el histórico acto. El cine era ya una realidad, a ellos les cabe el mérito de haber puesto a punto una cámara más eficaz que las anteriores y de haber iniciado la difusión de este nuevo medio de comunicación en todos los países del mundo, adonde llegaron sus técnicos y sus cámaras portadoras de ciencia, pero también de sueños e ilusiones.

La familia Lumiére instaló en el barrio de Montplaisir una tienda de artículos fotográficos, que al poco tiempo y merced a una fórmula inventada por Louis, se convirtió en una fábrica, en la que se hacían placas secas al gelatino bromuro de plata, gran novedad por aquella época. Debido a la poca atención que el padre de los Lumiére prestaba a la fábrica, ésta estuvo a punto de quebrar, pero gracias a la dedicación de Auguste y Louis se consiguió enderezarla y se convirtió en una empresa importante y saneada, lo que con el devenir de los acontecimientos fue muy importante, pues permitió a los her-‘ manos Lumiére dedicarse plenamente a fines investigadores.

LA EMPRESA LUMIÈRE: La comercialización no estuvo exenta  de dificultades, pero la tenacidad de Lumiére fue tal que evitaron por poco la quiebra. Louis, liberado de sus o obligaciones militares después de un año se reunió con su hermano y juntos, e vencidos del éxito que tendrían sus casas fotográficas, decidieron lanzarse a aventura industrial. Con la ayuda financiera de varios amigos de la familia, Louis y Auguste pudieron formar su empresa cuyo plantel contaba con una decena empleados a fines de 1884.

Cuando estaban ocupados analizando sus fórmulas químicas, ambos inventores perfeccionaban sus habilidades como empresars negociando encarnizadamente la me innovación, patentando sus inventos creando sus propias máquinas herramienta para mejorar la producción. La puesta a punto de las «Etiquetas azules extrarrápidas» resultó un triunfo comercial y la fortuna parecía asegurada, no obstante, ambos hermanos no pretendían sentarse en los laureles, por vía ignoraba su existencia.

Se filmaron pequeñas escenas para una proyección pública que tendría lugar en París. El 28 de diciembre de 1895, en el Grand Café du Boulevard des Capucines se realizó la primera función pública —y pagada— del «Cinematógrafo Lumiere». El programa ofrecía: Salida de los obreros de la fábrica Lu,niére en Lyon, Escena infantil, Los peces roios, La llegada del tren, El regimiento, Herrador, Jugadores de cartas, Destrucción de las malas hierbas, El muro y finalmente Baños en el mar. El entusiasmo fue inmediato y espectacular. La muchedumbre se agolpó en el boulevard e incluso en las calles adyacentes, para poder divisar las famosas «imágenes en movimiento».

Georges Méliés, director del teatro Robert ­Houdin, y muchos otros ofrecieron sumas desorbitadas a los Lumiere para comprar su procedimiento, pero Auguste y Louis rechazaron categóricamente todas las propuestas. No tenían intenciones de despojarse de su invento y se dieron cuenta de la ventaja financiera que podrían sacar.

El cine no estaba a la venta, sería explotado por concesionarios a cambio de una «módica» suma, el 50% de los ingresos. Para lanzar su cinematógrafo, ambos hermanos no dudaron en proporcionar gratuitamente los aparatos, las películas y hasta los operadores. Pronto, en toda Francia, y luego en el mundo entero, todos deseaban tener cines.

Por un tiempo, el cine fue considerado una atracción menor, incluso un número de feria, pero cuando George Méliès usó todos sus recursos para simular experiencias mágicas, creando rudimentarios -pero eficaces- efectos especiales, los noveles realizadores captaron las grandes posibilidades que el invento ofrecía. De esta manera, en la primera década del siglo XX surgieron múltiples pequeños estudios fílmicos, tanto en Estados Unidos como en Europa.

Louis Lumiére poseía una doble faceta: la de investigador y la de inventor. Esta doble faceta, que entraña una gran imaginación, fue sin duda la característica esencial de su trabajo experimentador. Fue él quien realizó prácticamente todos los trabajos que llevaron al descubrimiento del cinematógrafo, aunque Auguste, que estaba mucho más interesado por la biología y la química.

Auguste falleció en Lyón, (1954) y Louis  en Bandol, Francia, (1948), ambos fueron filántropos, es decir apoyaron proyectos de obras para bien social a traves de aoportes económicos. Actualmente su cámara de fotografía color esta en el museo de cine de Paris, con la de George Méliès.

Desde el sábado 28 de diciembre de 1895, en que en el Gran Café de París, Francia, se realizó la primera proyección pública de Ja primera película rodada por los hermanos Lumiére, titulada «Salida de los obreros de las Fábricas Lumiére, en Lyon-Mont-Plaisir», la cinematografía alcanzó los progresos y éxitos ya citados, tanto en el campo de las artes como en el de las ciencias.

En efecto, el cinematógrafo, que únicamente debería emplearse para recrear, es decir, para divertir, alegrar y deleitar, sin caer en faltas de arte, gusto y méritos estimables, se utiliza, además, para ampliar nuestros conocimientos o hacernos adquirir otros que por razones de tiempo, distancia, etc., no los podríamos alcanzar. Así, por ejemplo, nos permite conocer otros pueblos, sus bellezas naturales, monumentos, costumbres y progresos.

También, gracias a él, los estudiantes y profesionales, de medicina por ejemplo, pueden presenciar las operaciones realizadas a miles de kilómetros por un cirujano famoso. Además, aquéllos y otras personas pueden ver por medio de una película cómo se realizan trabajos en un laboratorio, cómo se comportan los animales en sus ambientes naturales, o ver elmovimiento de la sangre y de sus corpúsculos en ciertos tejidos de un animal.

Con los citados fines pedagógicos la toma de vistas se hace, según convenga, con ritmo más lento que el que después se empleará en su proyección. Por ejemplo, para mostrar el desarrollo de una planta se toma una vista por hora durante dos meses, para dar luego, durante la proyección de las  imágenes,que durará alrededor de un minuto, la idea del crecimiento de aquélla. Distinta de esta cinematografía, denominada acelerada o rápida, existe la llamada lenta o ralenti, que consiste en tomar con ritmo rapidísimo imágenes que se proyectarán con ritmo lento. Este sistema se emplea para estudiar, por ejemplo, los efectos de una explosión.

En el aspecto pedagógico y en otros, el cinematógrafo reemplaza con ventaja o eficacia algunos de los asuntos de la enseñanza que se transmiten por medio de los libros, láminas, etc., o del encerado en las escuelas. Ello ha motivado que muchos establecimientos educacionales cuenten con importantes cinetecas o cinematecas, es decir, de depósitos de películas educativas. El uso de los medios audiovisuales proporciona más   conocimientos.

PRINCIPIO BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO

La persistencia de las imágenes en la retina durante un lapso comprendido entre 1/10 y 1/16 de segundo fue aprovechada por los técnicos en fotografía, quienes idearon un sistema de proyecciones sucesivas, efectuadas a una velocidad tal que nuestra mente, antes de notar que ha desaparecido un cuadro, ya está viendo el siguiente. De este modo, los ojos «no se dan cuenta» de que la pantalla se ha oscurecido momentáneamente.

Para reflejar el movimiento de un futbolista que está convirtiendo un gol, por ejemplo, se necesitan unas cincuenta fotografías. Se las revelaba luego en tiras de 35 milímetros de formato o ancho  y se las proyecta en forma sucesiva y a la misma velocidad con que fueron sacadas; se logra así la impresión de que «estamos» en un estadio viviendo la emoción del evento deportivo.

El proyector, provisto de un sistema de lentes que concentran una potente luz, hace pasar una cinta de celuloide donde están impresas las diapositivas, cada una de las cuales proyecta un cuadro que es la continuación de otro anterior y a la vez se prolonga con la imagen del siguiente. El «pasado» de la película se realiza mediante un sistema de rollos cuyo movimiento giratorio constante se produce por la acción de un motor eléctrico.

Transcurrieron muchos años desde la experiencia de Edison combinando el proyector con fonógrafo– antes de que el cine sonoro se perfeccionara.

Si observamos detenidamente un trozo de cinta perteneciente a una película comercial, descubriremos que, además de una sucesión de fotos inmóviles hay, en uno de sus costados, una franja continua.

En ella puede detectarse una serie de manchas, oscuras y claras. Esto no es otra cosa que una fotografía del sonido. Allí están impresos, en forma de banda sonora, los diálogos, la música y los efectos especiales que captamos con nuestros órganos auditivos mientras nos encontramos sentados en la butaca.

El sonido se transforma en luz mediante tubos electrónicos especiales. El micrófono es el primer eslabón de la cadena. Por su acción los sonidos se convierten en impulsos eléctricos. Luego estos impulsos son transmitidos, previo paso a través de un amplificador, hacia una bombilla eléctrica cuya intensidad de luz varía de acuerdo con el aumento o disminución de los impulsos recibidos.

Esta sucesión luminosa impresiona una placa de bromuro de plata que se oscurece cuando el sonido es fuerte y se aclaracuando es débil. Este tipo de banda se llama «de densidad variable», y existe otra que es la «de área variable», en la que varía la zona oscura que abarca una línea sinuosa. Ya en la cabina de proyección, el problema fundamental consiste en volver a transformar en sonido los impulsos luminosos.

Una fotocélula o célula fotoeléctrica es la encargada de esta función. Consta de una lámina curva y una varilla, ambas de metal. La lámina está recubierta de cesio, substancia que tiene la propiedad de emitir electrones cuando la hiere la luz. Este impulso fotoeléctrico se transmite por la varilla, generándose una corriente eléctrica que se procesa en un amplificador, similar al que tiene un tocadiscos o una radio. El sonido, ya transformado, se transmite por los parlantes. Todo este proceso se realiza en décimas de segundo.

PARA SABER MAS…
La aparición del cine sonoro

Podemos afirmar que el comienzo del cine se puede fijar con exactitud: el 28 de diciembre de 1895, los hermanos Auguste y Louis Lumiére proyectaron una película sobre una pantalla, ante un público de pago, en el Grand Café de París. En el momento, el acontecimiento suscitó escaso interés, pero marcó el nacimiento de una vasta nueva industria que creció con notable rapidez. En los comienzos, sus principales centros estaban en Francia y Gran Bretaña, pero en 1915 Estados Unidos, y más concretamente Hollywood, había tomado la delantera. Cuando estalló la Primera Guerra Mundial, la industria cinematográfica norteamericana movía más de dos mil quinientos millones de dólares.

Las películas estaban dirigidas a un público masivo (aunque ya en 1925 se habían rodado largometrajes de calidad, como El acorazado Potemkin, dirigido por el ruso Seguei Einsenstein) y el repertorio era amplio, desde los informativos, entre los que destacaban los producidos por el empresario francés Charles Pathé, hasta las más jocosas comedias, como las realizadas en Los Ángeles por la Keystone, los estudios de Max Sennett, donde Charles Chaplin haría su primera película.

Desde el principio resultó evidente que ningún público aceptaba fácilmente la perspectiva de ver en completo silencio una titilante imagen, con la acción explicada brevemente por las leyendas que aparecían en la pantalla.

 Así pues, desde los primeros tiempos, era habitual que los empresarios de las salas de cine contrataran pianistas para ejecutar un acompañamiento improvisado, destinado a seguir con la música los avalares de la acción en la pantalla.

El objetivo último era, sin embargo, conseguir que los propios personajes hablaran durante la proyección de la película. Una solución evidente y que no tardó en ponerse a prueba consistía en grabar los parlamentos en un disco de gramófono y pasarlo junto con la película. Por desgracia, los resultados eran más bien confusos pues era técnicamente imposible sincronizar el sonido y la acción: los personajes decían una cosa y hacían otra.

Fuente Consultada: Hicieron La Historia Larousse- Por que se hicieron famosos? Susaeta – Wikipedia.

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Ver:Principales Actores de Cine Mudo

Carga Electrica del Electrón Experimento de Millikan Vida y Obra

Carga Eléctrica del Electrón
Experimento de Millikan

El nombre de Roberto Andrés Millikan estará ligado para siempre al estudio de los electrones, las diminutas partículas cargadas de electricidad negativa que barren en torno el núcleo de cada átomo. A partir de 1910, llevó a cabo una serie de ingeniosos experimentos en los cuales se dedicó a medir la carga que posee el electrón y confirmar que se trata de «la menor carga que puede existir».

Anteriormente, J. J. Thomson había determinado la relación de la carga de un electrón con su masa (e/m)  y dedujo por electrólisis la carga sobre el ion de hidrógeno (un átomo de hidrógeno que ha perdido su único electrón), Millikan logró probar que, como era de esperar, la carga negativa sobre un electrón es de igual valor a la positiva que posee el ion de hidrógeno.

El experimento de Millikan consistía en inyectar gotitas de aceite con un pulverizador de perfume dentro del espacio comprendido entre dos placas metálicas paralelas y horizontales. Dichas placas se hallaban conectadas a los terminales de una fuente eléctrica de alta tensión, de tal manera que una de ellas estuviese cargada positivamente y la otra negativamente. Las gotitas eran iluminadas brillantemente (a través de un filtro que eliminaba el paso de rayos térmicos que de otra manera podrían establecer corrientes por convección) y las observó con un microscopio horizontal.

Al pasar por el chorro del pulverizador, la mayor parte de las gotitas se cargaban eléctricamente por la fricción. En otras palabras, cada gotita había ganado o perdido algunos electrones. Las que no lo habían logrado, podían ser cargadas con la ayuda de un haz de rayos X proyectado sobre ellas. Las gotitas, por estar cargadas, eran atraídas hacia arriba o hacia abajo por la plancha de carga contraria. Supongamos que era atraída hacia arriba. La fuerza de atracción se ajustó cuidadosamente regulando la tensión de la corriente aplicada, hasta que equilibraba exactamente el peso de la gotita.

En este caso, observada ésta al microscopio, pendía en el aire. La fuerza de atracción depende de la distancia que hay entre las placas, la tensión de la fuente eléctrica (ambas pueden medirse con facilidad) y la carga que posee la gotita.

En consecuencia, para una gotita estacionaria podrá calcularse la carga siempre que se conozca la masa. Hallar la masa de una sola gotita era lo más difícil del experimento. La masa de todo objeto es igual al producto del volumen por la densidad. Millikan logró hallar la densidad de un aceite determinado que usó en varias formas y pudo comprobar que las gotitas eran perfectamente esféricas.

El volumen de la esfera está dado por la fórmula 4.Pi.R3/3 donde r es el radio. En consecuencia, era necesario medir el radio de una gota para determinar su masa. Se equipó el ocular del microscopio con una escala, pero este recurso no resultaba realmente exacto para medir el ínfimo radio de una gotita.

Así, pues, Millikan tuvo que encontrar el radio apelando a un método indirecto. Desenchufó la corriente, de modo que la gotita se hundió por gravedad.

Con la ayuda de un cronógrafo midió la velocidad constante a que avanzaba ante su campo visual. Avanzaba a una velocidad fija debido a que su peso era equilibrado por la resistencia del aire por el cual caía. Existe una fórmula muy sencilla que relaciona la fuerza retardante (resistencia del aire) que actúa sobre una esfera que avanza constantemente, con su radio, la que suministró a Millikan el radio de la gotita que estaba investigando.

Al fin este investigador logró toda la información que necesitaba para medir la carga existente sobre una gotita de aceite. Entonces repitió el experimento centenares de veces y obtuvo gran cantidad de resultados diferentes. Esto no quiere decir que el experimento tuviese errores.

Era simplemente que las diferentes gotitas ganaban o perdían distintas cantidades de electrones. Todos los resultados demostraron ser simples múltiplos (entre 5 y 20 veces) de una carga básica. Esta carga básica resultó ser el máximo común múltiplo de cientos de resultados. No se encontró carga menor en los experimentos de Millikan ni en ninguno de los subsiguientes. Ésta es, en efecto, la carga soportada por un solo electrón. Cada electrón lleva precisamente esta cantidad de carga, ni más ni menos. Millikan ha medido con considerable exactitud una de las constantes fundamentales del Universo.

Roberto Millikan era estadounidense, nacido en Illinois en 1868. Después de cursar estudios en el Colegio de Oberlin, en la Universidad de Columbia. en Berlín y Gotinga, llegó a profesor de física de la Universidad de Chicago. En reconocimiento de sus trabajos sobre el electrón, recibió el Premio Nobel de Física en 1923. Inspirado maestro y autor en amplios temas científicos, Roberto Millikan falleció en 1953.

Experimento de Millikan con la carga del electron

ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL ÁTOMO
Hasta el año 1914, mucho habían discutido los físicos y los químicos acerca de la imagen del átomo, que, evidentemente, ya no podía concebirse como la más pequeña partícula de ¡a materia que puede existir, sino como un verdadero edificio más o menos complicado.

Hoy se acepta universalmente la estructura enunciada por el francés J. Perrin (1901) expuesta claramente por el inglés Rutherford, y demostrada matemáticamente para algunos átomos, dando una acertada explicación de los espectros de emisión, por el danés Neis Bohr. Esta estructura, que se asemeja a un sistema planetario, considera dos zonas en el átomo: la cortical (externa) y el núcleo.

La zona cortical o externa del átomo está formada por «electrones», corpúsculos cuyo peso es igual a 1/1.850 del peso del hidrógeno y giran alrededor de la parte central o núcleo.  El peso casi total del átomo está concentrado en el centro o núcleo del átomo, formado por protones y neutrones.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°56
El Estallido Científico en el Siglo XX Trevor Williams

Cantidad de Calor Concepto de Caloria Equivalente Mecanico Joule

CONCEPTO DE CANTIDAD DE CALOR, CALORÍA, EQUILIBRIO TÉRMICO Y EL EQUIVALENTE MECÁNICO

Temas Tratados:

1-Introducción Elemental
2-Temperatura y Cantidad de Calor – Ejemplos-
3-La Caloría-Definición
4-Calor Específico
5-Tabla de Calores Específicos
6-Ejemplos Simples
7-Equivalente Mecánico del Calor
8-Medición del Calor Específico

INTRODUCCIÓN ELEMENTAL:

Cuando dos sistemas a diferentes temperaturas se ponen en contacto, la temperatura final que alcanzan ambos sistemas tiene un cierto valor comprendido entre las dos temperaturas iniciales. Esta es una observación común.

El hombre ha tratado desde hace mucho de encontrar una interpretación a fondo de tales fenómenos. Hasta principios del siglo XIX, se explicaban estos fenómenos admitiendo que en todos los cuerpos existía una sustancia material, llamada calórico.

Se creía que un cuerpo a elevada temperatura contenía más calórico que otro a baja temperatura. Cuando los dos cuerpos se ponían en contacto, el cuerpo rico en calórico comunicaba algo de esa sustancia al otro, hasta que ambos cuerpos alcanzaban la misma temperatura.

La teoría del calórico podía describir muchos procesos, tales como la conducción del calor o la mezcla de sustancias en un calorímetro, de una manera satisfactoria.

Sin embargo, el concepto de calor como sustancia, cuya cantidad total permanecía constante, a la larga no pudo resistir la prueba de los experimentos.

No obstante, todavía describimos muchos cambios de temperatura comunes como el paso de «algo» de un cuerpo que está a mayor temperatura al que se encuentra a menor temperatura, y a este «algo» le llamamos calor.

Una definición útil pero no operacional, es la siguiente: Calor es aquello que se comunica entre un sistema y su medio ambiente como resultado únicamente de la diferencia de temperaturas

A la larga se llegó a entender que el calor es una forma de la energía y no una sustancia. La primera prueba conclúyeme de que el calor no podía ser una sustancia fue dada por Benjamín Thompson (1753-1814), un norteamericano que más tarde llegó a ser Conde Rumford de Baviera. En una memoria presentada ante la Royal Society  en 1798 escribió:

Yo…estoy persuadido, de que el hábito de conservar los ojos abiertos a todo lo que ocurre en el curso ordinario de las cosas de la vida ha conducido, como si fuera por accidente, o en las excursiones juguetonas de la imaginación. ..a dudas útiles y a esquemas valiosos de investigación y mejora, más a menudo que las más intensas meditaciones de los filósofos, en las horas que expresamente se dedican al estudio. Fue por accidente que me vi conducido a hacer los Experimentos de los cuales voy a dar cuenta.

Rumford hizo su descubrimiento mientras estaba supervisando la perforación de cañones para el gobierno bávaro. Para impedir que se sobrecalentara, el alma del cañón se conservaba llena de agua.

El agua se reponía conforme se iba evaporando durante el proceso de taladrado. Se aceptaba que era calórico lo que tenía que proporcionarse al agua para ponerla a hervir.

La producción continua de calórico se explicaba admitiendo que cuando una sustancia se subdividía en partículas más y más finas, que es lo que ocurre al taladrar, su capacidad para retener calórico se hacía cada vez más escasa, y que era el calórico desprendido de esta manera lo que motivaba que el agua hirviera.

Sin embargo, Rumford observó en experimentos específicos, que el agua hervía aun cuando los útiles para taladrar quedaban tan embotados que ya no cortaban ni subdividían la materia.

Escribió después de eliminar por los experimentos todas las interpretaciones posibles del calórico:

…al razonar sobre este asunto, no debemos olvidar el tener en consideración esta circunstancia tan notable, que la fuente de Calor generado por rozamiento, en estos Experimentos, parecía evidentemente ser inagotable… me parece extremadamente difícil, si no totalmente imposible, formarse una idea clara de alguna cosa capaz de ser excitada v comunicada en la forma como el calor era excitado y comunicado en estos Experimentos, como no sea el MOVIMIENTO.

Aquí tenemos el germen de la idea de que el trabajo mecánico gastado en el proceso de taladrado era el responsable de la creación  del calor.

La idea no fue claramente expresada, sino hasta mucho tiempo después, por otros investigadores.

En lugar de la continua desaparición de energía mecánica y la continua creación de calor, no obedeciendo ninguna a ningún principio de conservación, se vio entonces todo el proceso como una transformación de energía de una forma en otra, conservándose la energía total.

Aun cuando el concepto de energía y de su conservación parece autoevidente hoy en día, era una idea novedosa todavía en los años de 1850 y había escapado a mentes tales como las de Galileo y Newton.

En la historia subsecuente de la física, esta idea de conservación condujo a los hombres a nuevos descubrimientos. os primeros pasos de su historia fueron notables por muchos conceptos. Diversos pensadores llegaron a este gran concepto aproximadamente al mismo tiempo; al principio, todos ellos o fueron recibidos fríamente o no se les hizo caso.

El principio de la conservación de la energía fue establecido independientemente por Julius von Mayer (1814-1878) en Alemania, James Joule (1818-1889) en Inglaterra, Hermann von Helmholtz (1821-1894) en Alemania, y L. A. Colding (1815-1888) en Dinamarca.

Fue Joule quien demostró experimentalmente que al convertir una cantidad dada de energía mecánica en calor, siempre se produce la misma cantidad de calor. Así fue definitivamente establecida la equivalencia del calor y la energía mecánica como dos formas de energía.

Helmholtz fue quien primero expresó claramente la idea de que no sólo el calor y la energía mecánica son equivalentes sino que todas las formas de energía lo son, y que no puede desaparecer una cantidad dada de una forma de energía sin que aparezca una cantidad igual en alguna de las otras formas.

Conde Rumford

Rumford, un norteamericano, fue el fundador de la Royal Institucion de Londres.
Por otra parte, la Smithsonian Institution en Washington debe su origen a un inglés.

Temperatura y cantidad de calor. Su diferenciación mediante ejemplos:

Para calentar 10 Kg. de agua desde 20°C hasta 100°C, por ejemplo, hace falta quemar una cantidad mayor de gas que para calentar 2kg de agua entre las mismas temperaturas.

Si se dispone del mismo «fuego» en ambos casos, el calentamiento de los 10 Kg. requerirá más tiempo durante el cual, claro está, se consumirá mayor cantidad de gas. También se puede utilizar un mechero que consuma mayor cantidad de gas en la unidad de tiempo.

Si tenemos un fósforo encendido, podemos con él producir la ignición de un papel. Con 5 Kg. de agua a 50°C podemos calentar en unos cuantos grados una pieza de cobre de 10 Kg. Pero no podemos con ella encender un trozo de papel ni con el fósforo calentar apreciablemente la masa de cobre.

Observaciones de este tipo han llevado a la conclusión de que en los fenómenos térmicos la temperatura desempeña un papel importante; pero hay algo más que no puede ser caracterizado por ella. Esta conclusión unida a otras ha llevado a admitir que, cuando un cuerpo dado se enfría, pierde (entrega o cede) una cantidad de calor y que cuando se calienta, recibe (absorbe o toma) una cantidad de calor.

Por razones que no es del caso exponer aquí, ha sido necesario admitir que la cantidad de calor que intercambia un cuerpo cuando su temperatura varía, es proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia entre las temperaturas final e inicial del calentamiento o enfriamiento.

La constante de proporcionalidad depende del material que forma el cuerpo, como veremos enseguida.

Si un cuerpo (o varios) se enfría (o enfrían) en contacto con otro (u otros) que se calienta (o calientan) y no se produce cambio alguno en el estado de los cuerpos ni otras transformaciones, fuera de los calentamientos y enfriamientos, la cantidad de calor que pierden los cuerpos que se enfrían es igual a la cantidad de calor que reciben los cuerpos que se calientan.

Todo sucede como si la cantidad de calor intercambiada saliese de los cuerpos que se enfrían y pasase íntegramente a los cuerpos que se calientan.

¿Qué es el calor?

A nivel microscópico, como ya lo hemos explicamos cuando hablamos de temperatura, todas las moléculas de un sistema físico se encuentran en continuo movimiento; en el caso de los sólidos se trata de una vibración en torno a una posición de equilibrio y en el de los gases es un movimiento aleatorio.

Este movimiento de las partículas tiene asociada una energía cinética, que debe clasificarse en dos tipos diferentes: la correspondiente al movimiento del sistema en su conjunto y la que corresponde al movimiento de unas partículas con respecto a otras.

La suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo es llamada energía interna o térmica, y su aumento o disminución lo apreciaremos a través de la temperatura.

El calor es una forma de energía, y la energía calórica de un cuerpo es la suma de las energías cinéticas de sus moléculas. Esta interpretación permite formarnos una imagen clara de lo que ocurre cuando ponemos en contacto dos cuerpos con diferentes temperaturas: pasa energía de las moléculas de uno a las del otro, mediante la interacción de choques o de atracciones, hasta que las energías cinéticas medias se igualan (o sea, se igualan las temperaturas).

Así se comprende que los gases de la llama de un fósforo tengan temperatura mayor que una olla de agua caliente, pero menor cantidad de calor, o sea, menor cantidad de energía.

Cantidad de calor : La Caloría

La unidad de cantidad de calor Q se define cuantitativamente en  función de un cierto cambio producido en un cuerpo durante un proceso especificado. Así, si se eleva la temperatura de un kilogramo de agua de 14.5 a 15.5°C calentándolo, decimos que se ha agregado al sistema una kilocaloría (Kcal.).

La caloría (= 10-3 Kcal.) se usa también como unidad de calor. (Entre paréntesis, la «caloría» que se usa para medir el contenido de energía de los alimentos es en realidad una kilocaloría.)

En el sistema inglés de unidades de ingeniería la unidad de cantidad de calor es la British thermal unit (Btu), que se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua de 63 a 64°F.

Las temperaturas de referencia se estipulan porque, en la vecindad de la temperatura ambiente, hay pequeñas variaciones en la cantidad de calor necesaria para producir una elevación de un grado según sea el intervalo de temperatura escogido.

No tomaremos en cuenta esta variación para la mayoría de los fines prácticos. Las unidades de cantidad de calor están relacionadas como sigue: 1.000 Kcal. = 1.000 cal = 3.968 Btu = 4186 joules.

En base a la definición anterior si tenemos una masa de agua de 450 g de la cual sabemos que se calienta de 15°C a 30°C. Por cada gramo y por cada grado centígrado, esa masa de agua toma una caloría.

Como las cantidades de calor son proporcionales a la masa de los cuerpos que se calienta y a la diferencia de temperatura (final menos inicial), en el ejemplo dado el agua habrá tomado 1 cal g-1 C-1 X 450 g X (30 —15) °C = 675 cal. (Hacemos notar que el cal es el símbolo de caloría.)

Si la misma masa de agua se hubiese enfriado de 30°C a 15°C hubiese cedido esa misma cantidad de calor.

El resultado del cálculo sería -675 cal, pues la diferencia entre paréntesis hubiese sido (15—30). Si el calentamiento del agua se hubiese producido en contacto con un cuerpo de masa m cuya temperatura hubiese variado entre ti y 30° (la temperatura final es la misma, ya que suponemos que el agua y el cuerpo llegan a un equilibrio térmico), el cuerpo en cuestión hubiese cedido al agua (él hubiese perdido, entregado) una cantidad de calor dada por la expresión de proporcionalidad:

Q – c . m . (ti-30)

Q es el símbolo general para cantidades de calor. Ahora bien, la masa de agua es el único cuerpo que se calentó y la cantidad de calor calculada para el calentamiento del agua es la misma que entregó el cuerpo al enfriarse. Por esta causa dijimos que estábamos en presencia de una manera de medir cantidades de calor.

La constante de proporcionalidad, c, que aparece en la última fórmula no es otra cosa que el calor específico del cuerpo o material de que se trate. Su definición es la cantidad de calor necesaria para aumentar en 1°C la temperatura de 1 g del material que forma el cuerpo. Si comparamos esta definición con la de caloría, veremos que el calor específico del agua es 1 cal/g (grado C).

El calor específico de una sustancia, ce, es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de un kilogramo de dicha sustancia. Se mide en J/(kg . K) en el SI. También se puede expresar en cal/(Kg . °C).

La cantidad de calor necesaria para que una masa m de una sustancia aumente su temperatura desde T1, hasta T2 se expresa entonces así: Q = m . ce . (T2 — T1) = m. ce. ▲T

(▲T): se lee delta T , es la variación de la temperatura, y equivale a la temperatura final menos la temperatura inicial.

TABLA DE CALORES ESPECÍFICOS

Sustancia  c.e. (Cal./Kg./°C) c.e. (J./Kg./°K)
Aluminio210878
Cobre 90375
Hierro110460
Plomo30125
Mercurio30125
Plata 60250
Latón90375
Vidrio160667
Arena200835
Hielo500120
Agua Pura10004180
Agua de Mar9403900
Alcohol Etílico5502400
Glicerina5802420
Trementina4201750
Aceite4001670
Vapor de Agua4601920
Carbono121500
Wolframio32135

Para pasar de (cal./Kg./°C) a Kcal. se multiplica por 1000. Lo mismo si se quiere pasar de Kg. a gr. se divide por 1000. También de Cal. a Joule (J.) divide por 0,24. Si divide para el aluminio los 210 por 0,24
se obtiene en Joule, 878.

EJEMPLOS:

• ¿Que cantidad de calor se necesita para elevar la temperatura de 50 gr. de cobre desde 18°C. hasta 98°C?

▲T=98-18 = 80°C

El calor específico del cobre es de 0,09 cal./gr./° C. La masa m = 50 gr., el calor específico s = 0,09 = 9:100 cal./gr./° C, la variación de temperatura es  = 80° C. La cantidad de calor es Q = m x s x t = 50 X 9:100 x 80 = 360 calorías.

De la definición de caloría (cantidad de calor que se necesita para elevar la temperatura de 1 g. de agua en 1° C), se deduce que el calor específico del agua es de 1,00 cal./gr.° C. Éste es el mayor calor específico de todas las sustancias ordinarias. Es, por ejemplo, unas 5 veces mayor que el calor específico de la arena. Para producir el mismo aumento de temperatura, el agua absorbe una cantidad de calor 5 veces mayor que una masa igual de arena. Esto explica por qué el mar tarda más en calentarse, durante el día, que una playa de arena; y por qué la arena de la playa se enfría más rápidamente al llegar la noche.

• ¿Cuánto calor es necesario para aumentar en 25 °C (a temperatura de 3 Kg. de agua?
Suponemos que no hay cambios de estado:

formula cantidad de calor

La cantidad de calor pedida depende únicamente de la masa y del aumento de temperatura, para el caso del agua.


• Introducimos una barra de aluminio, de 0,2 Kg., a 80 °C en un vaso con 0,25 Kg. de agua a 20 °C. Calcular la temperatura final, suponiendo que no hay pérdidas de calor con el ambiente.

Cuando se alcance el equilibrio térmico ambos estarán a la misma temperatura. El aluminio cede calor (Qc) y disminuye su temperatura:

formula cantidad de calor

El agua absorbe calor (Qa) y aumenta su temperatura:

formula cantidad de calor

Si no hay pérdidas de calor se cumple que: el calor cedido (negativo) por la barra de aluminio es igual al absorbido (positivo) por el agua.

Un bloque de cobre de 75 g, se saca de un horno, y se echa en un depósito de vidrio de 300 g que contiene 200 g de agua. La temperatura del agua se eleva de 12 a 27°C. ¿Cuál era la temperatura del horno?

Este es un ejemplo de dos sistemas que se encontraban originalmente a diferentes temperaturas y que alcanzaron el equilibrio térmico después de ponerse en contacto. No interviene energía mecánica, sólo hay un intercambio de energía calorífica. Por consiguiente:

formula cantidad de calor

El subíndice C representa al cobre, G al vidrio y W al agua. La temperatura inicial del cobre es Tc, la temperatura inicial del agua del depósito es Tw, y la temperatura final de equilibrio es Te. Sustituyendo los valores dados, con Cc=0.093 cal/g C, Cg = 0.12 cal/g C°, y Cw = 1.0 cal/g C°, obtenemos:

Equivalente mecánico del calor

Si el calor no es sino otra forma de la energía, cualquier unidad de energía puede ser una unidad de calor. La caloría y el Btu se originaron antes de que fuera aceptado generalmente que el calor es energía. Fue Joule quien primero midió cuidadosamente el equivalente en energía mecánica de la energía calorífica, esto es, el número de joules equivalente a 1 caloría, o el número de pies-libras equivalente a 1 Btu.

El tamaño relativo de las «unidades caloríficas» y de las «unidades mecánicas» se puede encontrar efectuando experimentos en los cuales una cierta cantidad medida de energía mecánica se convierte completamente en una cantidad medida de calor. Joule usó originalmente un aparato en el cual unas pesas que caían hacían girar un conjunto de aspas en un recipiente con agua  La pérdida de energía mecánica se calculaba conociendo los pesos y las alturas

aparato de Joule

 Aparato de Joule para medir el equivalente mecánico del calor.
Las pesas que caen hacen girar las aspas que agitan el agua en el recipiente, elevándole su temperatura

de las cuales caían y la ganancia de energía calorífica, determinando el equivalente en agua del conjunto y su elevación de temperatura. Joule deseaba demostrar que se obtendría la misma cantidad de energía calorífica al consumir una cierta cantidad dada de trabajo independientemente del método seguido para producir el trabajo.

cientifico jouleProducía calor agitando mercurio; frotando entre sí anillos de hierro en un baño de mercurio; convirtiendo energía eléctrica en calor en un alambre sumergido en agua; y de otras formas. Siempre coincidía la constante de proporcionalidad entre la cantidad de calor producido y la cantidad de trabajo ejecutado dentro de su error experimental de 5%.

Joule no disponía de los termómetros exactamente comparados que tenemos en la actualidad, ni podía hacer correcciones tan seguras de las pérdidas de calor del sistema como es posible hacerlo ahora.

Sus experimentos originales son notables no sólo por la habilidad e ingenio que mostró sino también por la influencia que tuvieron para convencer a los hombres de ciencia de todas partes, de lo correcto del concepto de que el calor es una forma de la energía.

Los resultados aceptados son:

1 kcal = 1 000 cal = 4 186 joules,
1 Btu = 252.0 cal = 777.9 pies Ib;

esto es, cuando se convierten en calor 4 186 joules de energía mecánica, elevan la temperatura de 1 Kg. de agua de 14.5 a 15.5°C.

En calorimetría moderna las cantidades de calor se miden casi siempre la función de la energía eléctrica proporcionada a un baño de agua al hacer pasar una corriente por una resistencia que se encuentra dentro del baño; raras veces se miden observando la elevación de temperatura de un baño de agua. Así pues, la unidad práctica lógica de calor es el joule (1 joule = 1watt-seg) y de hecho es la que se adoptó como unidad internacional aceptada jara el calor por la Novena Conferencia General de Pesas y Medidas (1948). De hecho, en la práctica moderna de los laboratorios, la caloría (o la kilocaloría) si se usa mucho ni se necesita. Sin embargo, está profundamente metida en !a literatura científica. Para permitir el seguir usando esta unidad familiar —-pero para reconocer la importancia práctica del joule— a menudo se define una nueva kilocaloría, la kilocaloría termoquímica: 1 Kilocaloría=4184.0vjoules (exactamente)

Medida del color específico del aluminio, por el método de las mezclas. El aluminio se calienta en agua hirviendo, y luego se sumerge en el agua fría del calorímetro. El calor ganado por el agua fría y el calorímetro puede calcularse, y es igual a Q, el calor cedido por la masa m de aluminio. El calor específico s del aluminio puede deducirse de la ecuación Q= m . s . ▲T(observación: en este ejemplo s=ce el calor específico del material)

MEDIDA DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO

Este experimento ofrece un ejemplo del llamado «método de las mezclas». Está basado en el hecho de que el calor que pierde un cuerpo caliente lo gana un cuerpo más frío. El experimento será correcto si se toman las precauciones necesarias para que no haya pérdidas de calor fuera del aparato.

calorimetro metodo de las mezclas

La parte principal del aparato es el «calorímetro», un recipiente de cobre con paredes de poco grosor (el cobre tiene un bajo calor específico y, por lo tanto, una pequeña capacidad para absorber calor) que debe estar muy bien pulido, para evitar las pérdidas de calor por radiación.

El calorímetro se coloca sobre un soporte de corcho (un mal conductor de! calor), en el interior de un recipiente mayor, que sirve de protección contra los cambios en la temperatura exterior. Normalmente, e! calorímetro se cierra con una tapadera que lleva un termómetro, esencial para todos los experimentos de medidas de calor. A través de la tapadera pasa también una varilla de cobre, con la que puede removerse el contenido de’, calorímetro.

Supongamos que queremos calcular el calor específico del aluminio por el método de las mezclas. Se pesa la muestra de aluminio, así como e! calorímetro vacío con su agitador. Luego se llena el calorímetro con agua hasta la mitad, y se pesa de nuevo, para calcular la masa de agua que contiene, por la diferencia entre las dos pesadas. El aluminio se calienta, sumergiéndolo en un vaso con agua en ebullición.

La temperatura de! agua hirviendo será la temperatura inicial del aluminio. Mientras se calienta el aluminio, se mide la temperatura del agua fría en el calorímetro. Luego, el aluminio caliente se transfiere muy rápidamente al calorímetro (procurando no llevar agua caliente con él).

El agua del calorímetro se agita, para igualar la temperatura del agua, y se anota la temperatura más alfa que alcance el termómetro. Antes de averiguar el calor específico (s) del aluminio, hay que realizar las siguientes medidas. Con ellas, y el calor específico del cobre y del agua, que son factores conocidos, no necesitamos más datos.

Masa del aluminio = 10 gr.
Masa del calorímetro vacío = 50 gr.
Masa del agua en el calorímetro = 80 gr.
Temperatura Inicial del aluminio = 99,5° C.
Temperatura inicial del calorímetro = 17,5° C.
Temperatura final del aluminio y del calorímetro = 19,5° C.
Calor específico del cobre = 0,09 cal./gr./° C.
Calor específico del agua = 1 cal./gr./° C.

Utilizando estos datos, se hacen los siguientes cálculos:
Disminución de temperatura de los 10 gr. de aluminio = 99,5—19,5 = 80°C.

Por tanto, e! calor perdido por el aluminio es Q= m .c. ▲T = 10 . s . 80 — = 800 x s calorías.

Elevación de temperatura de! calorímetro de cobre = 19,5 – 17,5 = 2°C.

Por lo tanto, la cantidad de calor Q ganada por e! calorímetro es: Q=m. s. ▲T=50 . 0,09 X 2 = 9 calorías.

Como la elevación de temperatura de! agua del calorímetro es también 19,5— 17,5 = 2°C, la cantidad de calor ganada por 80 gr. de agua es Q=m. s. ▲T = 80 . 1 . 2 = 160 calorías.

Así, la cantidad total de calor ganada por el agua y el calorímetro es de 160 + 9 = 169 calorías.

Ahora bien, las 800 X s calorías perdidas por el aluminio son iguales a las 169 cal. que ganan el agua y el calorímetro. Luego 800 X s = 169.

Dividiendo ambos miembros de la ecuación por 800, tenemos:

Calor específico del aluminio s = 169/800 = 0,21 cal./gr./° C

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N° 54
FÍSICA I
RESNIK-HOLLIDAY
Elementos de Física y Química Maiztegui-Sabato
Enciclopedia del Estudiante Tomo 7 Físico-Química

Inventos en Agroquímica: Fertilizantes y Agroquimicos

Inventos en Agroquímica: Fertilizantes y Agroquimicos

Agricultura, fertilizantes y agroquímica: La agricultura es la más antigua de las grandes industrias del mundo y la más conservadora de todas. Esto no es sorprendente. pues las consecuencias de una cosecha perdida pueden ser tan desastrosas que son muy pocos los incentivos para abandonar los métodos comprobados, aun cuando sean ineficaces, y adoptar otros basados en técnicas innovadoras.

fumigaciones con agroquimicos

De todas formas, aun cuando la agricultura del siglo XIX siguió dependiendo en gran medida de los métodos empíricos más tradicionales, incluso en el mundo occidental, la ciencia y la tecnología comenzaron a hacer sentir su presencia. Nuevas máquinas vinieron a sustituir a las herramientas manuales y los motores de vapor y gasolina comenzaron a desplazar al caballo como fuente principal de potencia. Pero la auténtica innovación se estaba produciendo lejos de las granjas, en los laboratorios químicos.

Uno de los elementos básicos para el desarrollo de las plantas es el nitrógeno (constituyente esencial de todos los seres vivos), que debe presentarse en forma de algún compuesto, como por ejemplo los nitratos. Si el suelo no se trabaja de manera demasiado intensiva, su contenido natural de nitrógeno, aumentado por al abono con excrementos animales (un rasgo esencial en toda granja tradicional), es suficiente.

Sin embargo, el explosivo crecimiento de la población que tuvo lugar desde 1800 exigió mayor productividad a la agricultura, en ocasiones totalmente desligada de la cría de ganado. Comenzó entonces a aumentar la exportación del guano (nitrato de sodio), presente en vastos depósitos naturales en las costas de Chile. Para 1900, la demanda mundial había alcanzado 1,35 millones de toneladas.

Estos depósitos, que eran únicos, se agotarían tarde o temprano y el mundo se enfrentaría la perspectiva del hambre, a menos que se encontraran nuevas fuentes de fertilizantes nitrogenados. El problema no dejaba de ser una ironía, ya que tres cuartas partes de la atmósfera terrestre se componen de nitrógeno.

El problema técnico consistía en «fijar» esta ilimitada reserva de nitrógeno de manera que las plantas pudieran utilizarla. En Noruega, donde la energía hidroeléctrica era barata, se elaboró un proceso electroquímico a pequeña escala que funcionó desde 1904, pero la verdadera solución se encontró en Alemania. Esto no resulta sorprendente, ya que Alemania era el principal importador europeo de guano y, como potencia militar de primera fila, necesitaba además sales de nitrógeno para la fabricación de explosivos. Así pues, por razones estratégicas, el país tenía especial necesidad de disponer de una fuente de nitratos sintéticos.

Entre 1907 y 1909, el químico Fritz Haber investigó la posibilidad de utilizar la reacción entre el nitrógeno y el hidrógeno atmosféricos para formar amoníaco, que a su vez se puede oxidar para obtener ácido nítrico.

Sin embargo, por la naturaleza de la reacción, para conseguir una producción apreciable de amoniaco era preciso trabajar a presiones mucho más elevadas (unas 200 atmósferas) de las que utilizaba la industria química del momento. Además, la reacción sólo tenía lugar rápidamente a temperaturas elevadas, pero luego la producción se reducía por descomposición del amoniaco formado.

Era preciso pues conseguir un catalizador que acelerara el proceso a temperaturas más bajas. El proceso de Haber fue desarrollado por Carl Bosch, de la empresa BASF (Badische Anilin-und Soda-Fabrik), y se aplicó por primera vez en Oppau en 1913. Por su importante trabajo, Haber obtuvo el premio Nobel en 1918.

Después de la Primera Guerra Mundial, el proceso desarrollado por Haber-Bosch cambió el aspecto de la agricultura en el mundo. La disponibilidad de nitrógeno barato (más barato todavía en algunos casos gracias a los subsidios estatales) determinó que el aumento de la producción excediera con mucho el coste adicional de los fertilizantes; con 1,25 kg de nitrógeno por hectárea era posible aumentar en un 15 % la cosecha de arroz o trigo, y en un asombroso 75 % la de patatas.

Pero la productividad del suelo no depende solamente de los factores que favorecen el crecimiento de los cultivos, sino del control de las plagas y las enfermedades que afectan a éstos y también a los productos agrícolas almacenados. A comienzos del siglo XX, la industria agroquímica estaba en sus inicios. La mejor arma contra las malas hierbas, los insectos y los hongos era una buena atención de los cultivos, pero ya se utilizaban algunas sustancias químicas.

Se empleaban por ejemplo extractos vegetales, como piretro, rotenona y nicotina, pero debido a su coste se utilizaban más en pequeñas huertas que en grandes explotaciones agrícolas. En las grandes extensiones se empleaban las sustancias inorgánicas, por ejemplo, compuestos de cobre o arsénico, clorato de sodio o azufre.

La mezcla de Burdeos, a base de cobre, era un producto típico. Creada originalmente para combatir el mildiu de la viña, se utilizaba también para controlar el moho de las patatas y los tomates. También se empleaban algunas sustancias orgánicas baratas (como el naftaleno, un derivado de la gasolina, para la esterilización del suelo, y el aceite de alquitrán para rociar árboles frutales), pero en este campo, el día de las sustancias sintéticas todavía estaba por llegar.

Sin embargo, no era simplemente el uso creciente de fertilizantes y sustancias químicas lo que aumentaba la productividad agrícola. La mecanización de los procesos agrícolas básicos estaba avanzando en dos frentes, el de la maquinaria y el de las fuentes de energía. Mucho antes de 1.900 ya se utilizaban máquinas para segar, agavillar y trillar, tareas realizadas manualmente desde el alba de la civilización. El caballo era todavía la principal fuente de energía, aunque el uso de la máquina de vapor se estaba difundiendo.

Estas máquinas, que se desplazaban de una granja a otra, se utilizaban sobre todo para arar la tierra. Trabajando en pares, abrían surcos especialmente diseñados a través de un campo, mediante cables de acero. Para las labores más ligeras, como cortar paja, se utilizaban máquinas inmóviles con motores a gasolina.

Los motores fijos resultaban inadecuados especialmente en recintos pequeños. En 1908 se produjo un importante adelanto cuando Holt, de California, comenzó a producir tractores con motor a gasolina y ruedas de oruga para un mejor agarre al suelo. Aunque eran lentos, podían arrastrar las máquinas anchas y pesadas que resultaban apropiadas para las grandes extensiones de Norteamérica.

Además, exigían poca mano de obra. Por el contrario, en Europa, donde la mano de obra era abundante y los campos pequeños, el tractor no llegó a establecerse hasta los años 30. En 1939, había en Gran Bretaña alrededor de un millón de caballos, la mayoría de los cuales se utilizaban como animales de tiro en el campo.