El agua fría tras un ejercicio físico intenso: verdades y mitos

¿Quién no ha oído alguna vez, justo después de haber hecho una actividad física importante, la archiconocida frase "No bebas agua fría, que es malo" o la variante "No bebas agua fría, que hubo un rey que se murió por eso"? Es una de las frases más típicas referidas al agua, aunque sin llegar al nivel supremo de "Tienes que esperar x horas para bañarte, que estás haciendo la digestión" (pocas órdenes han puesto a prueba la paciencia de tantos niños como la obligación anterior).

El famoso rey que, supuestamente, murió por beber agua fría tras haber realizado ejercicio físico (concretamente, tras jugar a la pelota) es, ni más ni menos, que Felipe I el Hermoso. Sin embargo, pese a que la cultura popular atribuye claramente al agua fría como la causa del fallecimiento, lo cierto es que las circunstancias de su muerte, cinco siglos después, siguen siendo un misterio. Las crónicas de su vida relatan que murió días después del suceso del partido de pelota, con una "recia calentura" esa misma noche tras el partido y un empeoramiento progresivo. Esto ha llevado a que diversos investigadores planteen como causa de la muerte el envenenamiento o la peste.

Imaginemos, por un momento, que realmente Felipe el Hermoso murió por haber bebido agua fría tras jugar a un partido de pelota, ¿cómo pudo desencadenarse la muerte por algo, en principio, tan anodino? Las dos principales hipótesis serían:

-La muerte fue desencadenada por una hidrocución (mal llamado corte de digestión). El agua fría, al entrar en contacto con el cuerpo del rey (acalorado tras el ejercicio físico) provocaría un potente reflejo cardiovascular de causa nerviosa (parasimpática) que llevaría a una alteración del ritmo cardíaco, con un súbito descenso de la frecuencia o incluso con una parada cardíaca.

-La muerte se produjo por una hiponatremia. El monarca fue perdiendo de forma severa líquidos y sales a través del sudor como consecuencia del partido de pelota. Cuando llegó el momento de beber agua, lo hizo con tanta ansia que, aunque se rehidrató muy bien, no repuso de igual manera las sales y provocó una alteración en la concentración de éstas en sangre (con el sodio bajo como principal peligro). Esto llevaría inicialmente a mareos, vómitos, aletargamiento, confusión, calambres, etc... Si la hiponatremia fuera a más podría darse el coma y la muerte poco tiempo después.

Ambas situaciones pueden darse en la realidad. La hidrocución por el contacto por agua fría, especialmente por sumergirse en agua muy fría tras haber hecho ejercicio físico intenso, está bien estudiada y se estima que un amplio porcentaje de los ahogamientos que se producen en el mundo puede deberse a esta causa. Es muy difícil conocer el alcance real, puesto que puede pasar desapercibida en las autopsias.

Mucho más rara y rocambolesca sería la muerte por la ingesta de una bebida fría tras haber realizado ejercicio físico ya que la superficie del cuerpo que está expuesta al frío líquido es pequeña comparada con una inmersión, lo que limita la potencia del reflejo parasimpático. Pese a todo, existen casos documentados de muerte súbita tras la ingesta de bebidas frías. Eso sí, hay que tener muy mala suerte. Porque la persona tendría que ser especialmente susceptible a este reflejo y porque, además, tendría que tener detrás un trastorno cardíaco que le volviera vulnerable ante la más mínima perturbación. En personas normales se produciría como máximo un síncope (pérdida de conocimiento) y de forma muy poco frecuente.

Sobre la hiponatremia, causada por reponer líquidos y no sales tras haber sudado en abundancia, es algo que ocurre con cierta frecuencia entre practicantes de deportes de larga duración, especialmente entre corredores de maratón. De hecho, se plantea que entre el 10 y el 40% de deportistas en disciplinas de muy larga duración (3-4 horas) desarrollan hiponatremia.

Volviendo a nuestro monarca, ni la hidrocución ni la hiponatremia coinciden con la descripción de su muerte. La hidrocución, de producir una muerte, sería fulminante. La hiponatremia aguda, por otro lado, produciría un rápido empeoramiento del monarca, en cuestión de horas y, de producirse la muerte, ésta sería rápida y no llegarían a pasar varios días. Además, está el detalle de la fiebre, que descarta (de nuevo) la hidrocución y vuelve mucho más improbable la hiponatremia.

Entonces ¿qué es más probable, la peste o el envenenamiento? Es difícil decirlo con tan pocos detalles de los síntomas previos a su muerte. La peste cursa con fiebre y en el envenenamiento también puede darse. Además, ambos pueden provocar la muerte en el periodo de tiempo comentado. Tendremos que confortarnos, por el momento, con conjeturas.

Así pues, el consejo de no tomar bebidas frías tras haber hecho ejercicio físico tiene cierta base rocambolesca detrás (especialmente para cardiópatas). Como precaución, es recomendable beber agua templada o ligeramente fría tras haber hecho ejercicio físico intenso. Lo que no se sostiene es que Felipe el Hermoso muriera por beber agua fría (salvo si ésta estaba envenenada, claro está). Habrá que buscar otro ejemplo mejor...

Fuente:

La Doctora Shora (El País)

Física Extraña: Soplar para enfríar, soplar para calentar...

Sopa de nido (fisherwy.blogspot.com, cc-by-sa)

Como Rantamplan nos ha recordado a menudo, intentamos que esta serie sea comunitaria, así que vamos a escribir algo.

Había un pasaje de un libro que me obligaron a leer en mi niñez en el que un personaje soplaba sobre la sopa porque quemaba, y un par de párrafos más adelante se echaba el aliento sobre las manos para calentárselas porque hacía frío. Y el protagonista (parece ser que con pocas luces) decía que ese tipo no era de fiar, porque soplaba para enfriar y soplaba para calentar. No recuerdo si era en El Lazarillo de Tormes, o en El Buscón o dónde. Si alguno de nuestros lectores lo recuerda, que deje un comentario y lo añadimos aquí.

El caso es que la experiencia nos dice que el sistema funciona, pero si lo pensamos un poco, va contra la intuición. Quiero decir que… el aire sale de nuestros pulmones, con lo cual estará aproximadamente a 37º… ¿cómo es posible que a veces lo utilicemos para enfriar y otras para calentar?

¿Cuál es la base física de eso?

Existen varios mecanismos que hacen esto posible.

PRECAUCIÓN: vamos a usar el término “calor” en su significado coloquial, no en su significado físico. Por si quieres profundizar, has de saber que cuando aquí decimos “calor”, el término físico correcto es “energía“.

Efecto “pues claro, menuda estupidez”

El primero de los efectos es tan tonto que alguno podrá decir que ni siquiera merece explicación: cuando soplamos para enfriar es porque la “cosa” está caliente; y cuando soplamos para calentar es porque la “cosa” está fría.

De perogrullo.

Si estamos soplando la sopa, es que la sopa está a 80º o 90º, recién salida de la olla. Si el aire que sale de nuestros pulmones está a 37º, está más frío que la sopa, y por lo tanto, la enfría.

En cambio, si estamos en la nieve y nuestros dedos están helados, les echamos el aliento encima y se calientan. Claro. Nuestros dedos están a la intemperie, fuera hace -5º, están fríos. Si el aire que sale de los pulmones está a 37º, los calentará.

Pues claro, menuda estupidez.

Pues eso, ya lo decía yo en el título.

Un efecto parecido (basado en experiencia personal): estás en la calle, pintando una pared al aire libre, en invierno. Las manos se quedan frías, muy frías, pero bueno, haces el esfuerzo, terminas de pintar la pared y te metes a lavarte las manos. Te las lavas con “agua fría”, pero… ¡Au! ¡Quema! Claro, es que las manos se han enfriado mucho mucho en la intemperie, y si el agua está a 10 ó 12 grados, a tus manos les parece muy caliente.

Pero solo esto no es suficiente. Compruébalo ahora mismo. Échate el aliento en los dedos y notarás que se calientan… luego sóplales y verás que se enfrían. Y ni la temperatura de la “cosa” (tus dedos) ni las condiciones de entorno han cambiado…

Efecto Joule-Thomson

El segundo efecto es el efecto Joule-Thomson.

Veamos lo que ocurre cuando soplamos para calentar: expulsamos el aire de los pulmones, pero con la boca relativamente abierta… el aire sale despacito por la boca. Así que sale a unos 37º.

Pero, ¿qué ocurre cuando soplamos para enfriar? Lo que hacemos es cerrar la boca casi del todo, para que salga un chorro fuerte, con mucha presión, por un agujerito relativamente pequeño. El caso es que en cuanto ese chorro de aire sale de nuestra boca se encuentra a mucha menos presión, de modo que se expande rápidamente (es lo que se conoce como efecto Venturi).

El efecto Joule-Thomson dice entre otras cosas que cuando el aire se expande, se enfría.^[1] Eso causa que el aire, que en nuestra boca está a 37º, rápidamente se enfría unos cuantos grados cuando sale a través de los labios semicerrados.

Un efecto parecido a este es el que aprovecha el extremo enfriador de un aparato de aire acondicionado (el otro extremo, que es el que se calienta, es el que se pone fuera de la vivienda) o un refrigerador: primero comprimimos un gas, que se calienta, y tiramos ese calor a la calle; luego lo metemos en la vivienda, lo expandimos y se enfría, enfriando la habitación.

Otro sitio donde se nota mucho es en esas bombonitas de gas azul que se usan para cargar los mecheros de gas: el gas está dentro de la bombona, a presión. A través de la válvula lo metemos en el mechero, pero casi siempre se nos mueve un poco y se acaba escapando un poco de gas, que nos da en las manos, ¡y está muy frío! Al salir a la atmósfera ha disminuido su presión y se ha enfriado.

Efecto Venturi

Esquema del efecto Venturi (HappyApple, dominio público)

El efecto Venturi tiene todavía otro efecto en nuestro problema del soplido (valga la redundancia). Aunque conocía el efecto Venturi, hasta que no me he puesto a escribir este artículo no me había dado cuenta de que efectivamente tiene también su efecto sobre este soplido frío, gracias a que Pedro me lo ha señalado. Las fuentes que yo conocía para explicar el enfriamiento al soplar no le daban la importancia debida a este efecto (probablemente porque yo las estaba entendiendo mal), pero una vez que Pedro me lo ha señalado me resulta tan obvio que afecta que tengo que contarlo también.

Cuando el aire sale de nuestros labios semicerrados, como hemos visto, sufre una rápida descompresión. Al estar a menos presión, “absorbe” el aire de los alrededores, que se mezcla con el aire que está saliendo de nuestra boca y sale disparado hacia donde esté apuntando nuestro soplido (es decir, nuestra sopa).

En el esquema de la derecha vemos un típico tubo de efecto Venturi: el aire viene por nuestra garganta y boca (que es la parte gorda del tubo y el primer tubito vertical); sale por los labios semicerrados (que es la parte estrecha); y se vuelve a expandir, reduciéndose la presión, y absorbiendo el aire del segundo tubito vertical (que representa el aire que rodea nuestra cara).

La gracia está en que ese aire alrededor de nuestra cara está a menos de 37º, por lo que se mezcla con el aire de nuestros pulmones, enfriándolo. Este efecto se produce a la vez que el aire caliente interior se va expandiendo y enfriando por culpa de Joule-Thomson, hasta que se equilibran la presión y la temperatura.

Contribución de darkdead: además, el aire de nuestro interior es muy húmedo, de modo que difícilmente contribuye a la evaporación del agua de la sopa. Pero al mezclarse con el aire más seco del exterior, su humedad relativa baja, y es capaz de aceptar más humedad de la sopa. No olvidemos que la evaporación es un mecanismo de refrigeración muy efectivo, pues el cambio de fase del agua de líquido a gas necesita mucha energía.

Efecto convección forzada

Sabemos que otra forma de transmitir calor de un sitio a otro es por convección de fluidos (cuidado con el cuadro rojo del artículo de Pedro, que es precisamente al que nos referimos ahora): el aire que está en contacto con la sopa se está calentando debido a ella. Sabemos que los gases calientes tienden a subir (al calentarse, se expanden ocupando más volumen, son menos densos, y flotan más), por lo que ese aire caliente acabará subiendo, alejándose de la sopa (y llevándose el calor con él) y dejando entrar a otro aire que no estará tan caliente.

Y esto, ¿qué tiene que ver con nuestro soplido? Esto ocurre tanto si soplamos como si no…

Pues sí, pero ocurre muy despacio. Esto es lo que hace que la sopa se enfríe simplemente por estar ahí en el plato, sobre la mesa… pero tarda un poquito.

La sopa está a 90º, y el aire a 30º (si hace más calor que eso, ya no apetece tomarse la sopita), así que la sopa empieza a transmitirle calor al aire que está justo sobre ella. Ese aire se va calentando, lentamente, pasa a estar a 31º, 32º, 33º… despacito. Y a la vez se va expandiendo. Despacito, poco a poco… cuando va estando a 40º ese aire ya se ha expandido mucho y sube, dejando entrar aire nuevo a 30º. Os podéis imaginar que esto no ocurre a trompicones, sino que es algo progresivo… el aire se va calentando, expandiendo, subiendo, renovando… todo a la vez. Pero despacio.

Convección "natural"

Cuando soplamos, como hemos visto antes, el efecto Venturi hace que el aire salga muy rápido, de modo que nuestro soplido remueve rápidamente el aire que hay sobre la sopa. Fijaos en que antes, cuando el aire se calentaba lo suficiente, se alejaba… pero ahora, al soplar, el aire se mueve aunque se haya calentado poco, aunque la expansión producida por su calentamiento no lo hubiera hecho subir aún. Así el aire se renueva, llevándose el calor incluso antes de que “le toque”. Se lleva menos en cada movimiento, porque no le ha dado tiempo a calentarse mucho, pero se mueve más a menudo. El resultado neto es que se lleva el calor más rápido (la sopa se enfría más rápido).

Convección forzada

Esto es básicamente lo que hace un ventilador: nuestra piel calienta el aire a nuestro alrededor y el movimiento del ventilador se lleva ese aire tibio. Y también lo que hace que el frío con viento sea más frío que el frío sin viento (lo que se conoce como “sensación térmica”, que puede ser la temperatura real o no, dependiendo del viento, la humedad…).

Efecto “conducción forzada”

Queda un efecto más, que creo que es minúsculo, pero bueno. Lo he llamado “conducción forzada”, porque no sé si tiene nombre.

En el efecto anterior, convección forzada, hemos visto que el aire que hay junto a la sopa se calienta al estar en contacto con ella. Es decir, el calor pasa de la sopa al aire por conducción: simplificándolo mucho, cuando una molécula de sopa entra en contacto con una molécula de aire, le da su calor.

Pero claro, comparado con la sopa el aire es muy “tenue”, muy poco denso, tiene pocas moléculas, así que este efecto es relativamente lento, porque relativamente pocas moléculas de aire llegan a entrar en contacto con las de sopa.

Pero, por lo visto cuando soplamos sobre la sopa, durante un pequeño instante estamos aumentando la presión sobre esa película de aire que cubre la sopa, de forma que el aire se “espachurra” contra la sopa, habiendo más moléculas de aire que tocan a moléculas de sopa, capturando su calor.

Soplar para enfriar la sopa

¿Quién iba a pensar que soplar iba a resultar tan complicado, cuando hasta los niños de dos años saben hacerlo, verdad? Obviamente, el resultado final depende de una mezcla de todos esos efectos. Dependiendo de las condiciones del entorno, unos serán más importantes y otros menos (o incluso despreciables).

Ahora que ya sabemos un montón de física, ¿podemos soplar para enfriar la sopa?

Pues no, porque es de mala educación. Un truco es sorberla de la cuchara, dejando entrar aire a la vez que sopa, como si la sopláramos hacia adentro, pero… eso es aún más maleducado.

Así que lo mejor es removerla suavemente, esperar unos minutos, y coger la sopa de los bordes del plato, que estará más fría… ¡qué hambre me está entrando!

Fuente:

El Tamiz

Por qué la vida es física y no química

La idea de que la vida se reduce a química, está siendo usurpada por una idea mucho más ambiciosa, dicen dos de los biofísicos más importantes del mundo.

En la historia de la ciencia, hay muchos ejemplos de cambios simples en la perspectiva que han llevado a profundas visiones de la naturaleza del cosmos. La invención del telescopio es tal vez un ejemplo. Otro, es darse cuenta de que la energía química, la energía termodinámica, la energía cinética y demás, son todas manifestaciones de lo mismo. Seguramente podrías poner tus ejemplos favoritos aquí.

Uno de los ejemplos más importantes de la ciencia del siglo XX, es que la biología es el resultado de la evolución, y no al revés. Mediante esta forma de pensamiento, la evolución es un proceso, incluso un algoritmo; aunque uno de una potencia inimaginable. Aprovecha la evolución y habrá pocas cosas que no puedas lograr.

En los últimos años, los científicos de la computación han empezado a aprovechar el sorprendente poder de la evolución. Una cosa que han experimentado una y otra vez es el progreso ciego de evolución. Pon un algoritmo genético a funcionar y explorará el paisaje evolutivo, buscando mínimos locales. Cuando halla uno, no se sabe si es la mejor solución posible o si se sitúa dentro de una distancia de un abismo evolutivo que representa una solución de un orden de magnitud completamente distinto.

Esto apunta a la posibilidad de que la vida tal y como ha evolucionado en la Tierra sea un mínimo local en un vasto paisaje de posibilidades evolutivas. Si éste es el caso, los biólogos están estudiando una fracción ridículamente pequeña de algo más grande. Mucho más grande.

Hoy, logramos una importante visión en el estado de este asunto gracias a un fascinante artículo publicado por Nigel Goldenfeld y Carl Woese de la Universidad de Illinois. Goldenfeld es físico de carrera, mientras que Woese, también físico, es una de las grandes figuras de la biología. En la década de 1970, definió un nuevo reino de la vida, el Arquea, y desarrolló una nueva teoría sobre el origen de la vida conocida como la hipótesis del mundo ARN, la cual ha ganado gran fama o notoriedad dependiendo de tu punto de vista.

Juntos, sugieren que los biólogos tienen que pensar acerca de su campo de una nueva forma radicalmente distinta: como una rama de la física de la materia condensada. Su conjetura básica es que la vida es un fenómeno emergente que tiene lugar en sistemas que están lejos del equilibrio. Si aceptas esta premisa, entonces surgen inmediatamente dos cuestiones: qué leyes describen tales sistemas, y cómo llegamos a ellas.

Goldenfeld y Woese dicen que los biólogos cerraron esta vía de pensamiento aludiendo a una frase: toda la vida es química. Nada puede estar más lejos de la realidad, dicen ellos.

Tienen una interesante analogía para ayudar a su causa: el ejemplo de la superconductividad. Sería fácil observar la superconductividad e imaginar que puede explicarse completamente mediante las propiedades de los electrones conforme se transfieren fuera y dentro de los orbitales atómicos. Podrías ir más allá y decir que la superconductividad trata de átomos y química.

Pero la explicación real es mucho más interesante y profunda. Resulta que muchos de los problemas de la superconductividad se explican mediante teorías que describen la relación entre los campos electromagnéticos y un orden de largo alcance. Cuando se rompe la simetría de esta relación, el resultado es la superconductividad.

Y esto no sólo sucede con materiales de la Tierra. Este tipo de ruptura de simetría surge en otros exóticos lugares, tales como los núcleos de las estrellas de quarks. La superconductividad es un fenómeno emergente y tiene poco que ver con el comportamiento de los átomos. Un químico quedaría pasmado.

De acuerdo con Goldenfeld y Woese, la vida es como la superconductividad. Es un fenómeno emergente que tiene que comprenderse a través de las leyes fundamentales de la física que gobiernan su comportamiento. Por consiguiente, sólo una disciplina similar a la física puede revelar tales leyes, y la biología, tal y como se practica hoy, no cae en esta categoría.

Ésta es una osada y provocadora idea que puede que no sea una sorpresa completa para la última generación de biofísicos. Para el resto, esto debería ser una llamada a las armas.

Estaremos esperando el resultado con gran interés.

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Ciencia Kanija

Caminar sobre brasas: Conozca el secreto

David Willey es profesor de física de la Universidad de Pittsburgh (Johstown, EE.UU.), ha caminado sobre brasas más de 50 veces y logró el récord a la caminata más larga. Nos cuenta en su artículo en Physics Education que cualquier persona puede caminar unos metros sobre las brasas sin sufrir daño alguno.

El secreto está en la baja conductividad térmica de la madera: en cada paso el pie absorbe poco calor de las brasas que son malas conductoras del calor y tienen poca energía interna que transmitir; más aún, la capa de cenizas entre el pie y las brasas es un buen aislante térmico. Termodinámica elemental que se puede explicar a nuestros alumnos tanto en bachillerato como en la universidad. La cantidad de calor transferida al pie es Q=m c ΔT, donde m es la masa, c el calor específico y ΔT la diferencia de temperatura.

Los interesados en más detalles pueden recurrir a su artículo “Fire-walking,” Physics Education 45: 487-493, September 2010. Recomiendo a todos los profesores de termodinámica que le cuenten este secreto a sus alumnos, seguro que a ellos les llamará profundamente la atención. No es la primera vez que un blog en español se hace eco del trabajo de Willey. Ya lo hicieron Heber Rizzo Baladán, “La ciencia de caminar sobre el fuego,” Astroseti.org, 27 Sep. 2006, y muchos otros.

Fuente:

Francis Science News

¿Se puede explicar el mal con las leyes de la Termodinámica?

Miércoles, 06 de mayo de 2010

¿Se puede explicar el mal con las leyes de la Termodinámica?

¿Qué es la termodinámica?

La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico. Los cambios estudiados son los de temperatura, presión y volumen, aunque también estudia cambios en otras magnitudes, tales como la imanación, el potencial químico, la fuerza electromotriz y el estudio de los medios continuos en general. También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes.

Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

Si piensas que esta relación Termodinámica-mal es estrambótica, he de decirte que no es, ni mucho menos, la primera vez que se usan las leyes de la física para argumentar un comportamiento humano. (Al final os extraigo, del fantástico artículo “La termodinámica, su historia y sus implicaciones sociales. Una revisión historiográfica” de Stefan Pohl Valero, algunas ideas generales que nos demuestran hasta que punto puede ser utilizado un concepto científico para fines sociales e ideológicos.)

Aunque se arriesga uno a cometer errores al interpolar las leyes de la física al comportamiento humano, voy a intentar explicar el mal con las leyes de la termodinámica. Espero no meter mucho la gamba.

El mal

Se ha filosofado durante toda la historia sobre el mal y el bien. El mal ha sido un concepto tratado por filósofos y religiosos durante muchos siglos. ¿Es el hombre bueno o malo por naturaleza? Parece claro que el mal y el bien son conceptos relativos que dependen de la moral y la ética de una época y sociedad determinada. Por ejemplo, la esclavitud en la Roma Antigua formaba parte de la sociedad romana, donde el esclavo constituía el escalón más bajo de la sociedad , y el propietario ejercía sobre el esclavo un poder absoluto. En ningún momento un ciudadano romano, noble y honrado, sería considerado amoral por aceptar la esclavitud como parte necesaria de la estructura social y económica.

Hoy día esta “institución” no sería aceptada bajo ningún concepto. Pero actualmente también existen grandes diferencias éticas y morales entre sociedades que defienden el mismo concepto del mal y el bien. La pena de muerte, el aborto o la eutanasia pueden ser ejemplos claros.

El mal en la naturaleza.

El mal es un invento humano, en la naturaleza no existe el mal ni el bien. Que el león mate a las crías de otro león para procrear con la leona es pura supervivencia; que la viuda negra o el pulpo mate al macho después de procrear es supervivencia. No podemos extrapolar la moral humana a la naturaleza. Desde que la primera bacteria tuvo que comerse o utilizar a otra para sobrevivir, la vida de un ser vivo no se sostiene sin la muerte de otro.

¿Se puede explicar el mal con las leyes de la Termodinámica?

¿Puede ser que las leyes de la física sean las que empujen al ser humano a hacer el mal?

Las leyes de la Termodinámica pronostican que un sistema aislado evolucionará hacia un estado de mínima energía y máxima entropía (máximo desorden). El equilibrio entre estas dos variables termodinámicas determinan si un fenómeno ocurre o no. Nosotros tendemos al desorden, pero al no estar aislados, usamos la energía del Sol para permanecer ordenados. Ahora bien, una vez que consumimos la energía necesaria para permanecer ordenado y vivos, siempre tendemos a gastar la mínima energía al realizar una actividad. Por ejemplo, para ver la televisión nos sentamos o nos tumbamos, porque nuestro estado y gasto energético es menor que viéndola de pie.

Pongamos varias situaciones para intentar aclarar el asunto:

1. En un examen: Estamos delante de un examen y no hemos estudiado nada, lo hacemos mal y lo suspendemos. Hacer mal el examen requiere mucho menos gasto energético que hacerlo bien. Para hacerlo bien tengo que gastar mucha energía para pensar y memorizar durante semanas o meses.
2. Robando una televisión: Un ladrón roba una televisión. ¿Por qué lo hace? Lógicamente robar una televisión requiere mucho menos gasto energético que trabajar y ahorrar durante meses para comprársela.
3. Una mujer le es infiel a un hombre y éste mata al amante: Matando al amante resuelve el problema mucho más rápido y con menos gasto energético que aceptando la infidelidad y encontrar otra pareja.

En todos estos ejemplos no sólo hace falta más energía para hacer el bien, sino que hay que emplear más tiempo en permanecer ordenados para hacer el bien.

Desde que se inventó la primera herramienta se inventó la primera arma. Una azada puede servir para arar la tierra, o golpear al vecino en la cabeza y quedarse con sus tierras, duplicando así la plantación y los beneficios. Un acto que ahorra mucha energía, ya que para doblar la producción practicando el bien, el agricultor tendría que trabajar el doble, para ganar el suficiente dinero para comprar las tierras del vecino y trabajarlas.

Así, el mal no es más que la tendencia del ser humano a seguir la ley física del mínimo gasto energético.

“La termodinámica, su historia y sus implicaciones sociales. Una revisión historiográfica” de Stefan Pohl Valero

En la segunda mitad del siglo XIX las leyes de la termodinámica tuvieron implicaciones sociales en el contexto europeo. Además de las posibilidades que parecía ofrecer el concepto de la energía para el estudio y manejo de la sociedad, el hecho de que esta misma sociedad y sus individuos se interpretaran como una máquina térmica sirvió de manera idónea para legitimar diversos ordenes sociales. En la Europa del último tercio del siglo XIX, la imagen de una compleja máquina térmica, regida por las leyes de la termodinámica, se convirtió en una de las principales metáforas que explicaban cómo el universo, la sociedad y el hombre funcionaban. Desde esta visión, las leyes de la termodinámica sirvieron para justificar toda una serie de ideologías y reformas sociales. Si entendemos el “darwinismo social” como un término que expresa las influencias e implicaciones sociales y culturales del darwinismo -la interacción entre teorías biológicas y teorías sociales - , y en el que las férreas fronteras entre lo científico y lo social parecen difuminarse, entonces podríamos igualmente hablar de la “termodinámica social.”

En el libro Energy & Entrpopy. Science and Culture in Victorian Britain (1989), el lingüista Greg Myers escribió un ensayo titulado “19th Century Popularization of Thermodynamics and the Rhetoric of Social Prophecy,” en el que exploraba cómo el lenguaje de la crítica social y moral influyó en la retórica de los divulgadores de la física victoriana, y cómo el lenguaje de los físicos fue utilizado para hacer crítica social y moral. Al igual que como ocurrió con el darwinismo, tanto pensadores de derechas como de izquierdas se apropiaron de las leyes de la termodinámica para legitimar de forma científica sus posturas políticas e ideológicas

Para el círculo de Thomson y Maxwell, por ejemplo, las leyes de la energía sirvieron para respaldar una visión cristiana del cosmos. A partir de la segunda ley de la termodinámica, Thomson dedujo una consecuencia cosmológica de indudables repercusiones teológicas.

La ley de la entropía caracterizaba entonces un universo material que necesariamente debía tener un inicio y que se dirigía inevitablemente hacia un fin, aquel donde toda la energía estaría disipada en forma de calor y por lo tanto no habría posibilidad de ningún tipo de vida. Cuando Thomson publicó en 1852 su artículo “On a Universal Tendency in Nature to the Dissipation of Mechanical Energy,” en el que explicaba la llamada “muerte térmica del universo”, se estaba escribiendo una profecía bíblica con la autoridad de una fórmula matemática. La segunda ley de la termodinámica se convertía así en una confirmación física de una verdad moral.

Thomson veía en la muerte térmica del universo una confirmación científica de la visión decadente de la tierra expuesta en el Antiguo Testamento y en especial en el pasaje Isaías 51:6.24 Para Thomson, las dos leyes de la energía caracterizaban precisamente el contraste que aparecía en este pasaje bíblico que anunciaba el fin de la tierra y la desaparición de los cielos, pero a la vez la eternidad de la salvación. Este contraste entre temporalidad y eternidad se reflejaba en las leyes de la energía: en la tierra desaparecería el pecado así como se disiparía la energía, pero igualmente la salvación, la rectitud y la energía permanecerían para siempre. Con esto, Thomson pretendía preservar el sentido conservador de una teología natural que demostraba el poder del creador sobre la naturaleza.

En el último tercio del siglo XIX, la idea de que el universo alcanzaría un estado de equilibrio térmico se convirtió en la mejor arma contra las doctrinas materialistas y naturalistas de la época. Dentro de un amplio debate público entre ciencia y religión, que tenía como telón de fondo la búsqueda de diversas posibilidades reformistas que abarcaban el Estado, las instituciones y la sociedad, la conservación de la energía -al igual que la teoría de la evolución- representaron los mejores argumentos para promover una visión materialista del universo y para cuestionar valores tradicionales religiosos. Estas teorías científicas fueron muy importantes a la hora de ofrecer una visión del mundo que se regía exclusivamente por leyes naturales y donde la mano de Dios y lo sobrenatural no tenían cabida. En este sentido, la termodinámica fue utilizada para cuestionar el poder de la Iglesia y para proponer una nueva moral basada en la razón. Pero si para los intelectuales reformistas la primera ley de la termodinámica significó una excelente herramienta para la secularización de la sociedad y la separación de la Iglesia y el Estado, para numerosos líderes intelectuales conservadores la segunda ley representó la confirmación de una visón del mundo que implicaba la existencia de un Artífice de un universo con principio y final. Numerosos intelectuales católicos en toda Europa recurrieron a la ley de la entropía -y con ello a la creciente autoridad social de la ciencia- en su campaña por mantener dentro la Iglesia la autoridad moral y su poder sobre la sociedad.

Comentarios por favor...

Fuente:

Ciencia On Line

Termodinámica: Del calórico al Joule

Los físicos que establecieron las bases de la termodinámica estaban convencidos de que el calor era una sustancia indestructible, a la cual habían puesto el nombre de calórico. 

Elaboraron incluso una teoría, según la cual todo cuerpo posee cierta cantidad de calórico; y el cambio de temperatura que sobreviene al poner en contacto dos cuerpos a temperatura diferente era interpretado como una simple transferencia de calórico. Se postulaba, sin embargo, que en todos los caoss la cantidad total de calórico en los dos cuerpos permanecía inalterada.

I: Medidor de calórico utilizado por Lavoisier y Laplace

Hacia el año 1800, el químico inglés Humphry Davy llevó a cabo un experimento que demostró la inexistencia del calórico. Tomó dos pedazos de hielo y los frotó el uno contra el otro en el vacío, hasta que llegaron a fundirse. El resultado de este experimento era inexplicable desde el punto de vista de la teoría del calórico. ¿De dónde sacaban los dos pedazos de hielo el calórico necesario para llegar a fundirse? La noción de calórico fue relegada al olvido.

Como consecuencia de las investigaciones realizadas por el mismo Davy y por el también físico británico Thompson Rumford se empezó a conjeturar la existencia de una noción de alcance más general que la ya periclitada de calórico, pero que, al igual que esta, tenía que obedecer a un principio de conservación. La experiencia básica que les guiaba era muy sencilla: cuando se frotan dos cuerpos el uno contra el otro, su temperatura se eleva. Así, partiendo de un trabajo puramente mecánico, se obtiene el mismo resultado que si se cede a ambos cuerpos cierta cantidad de calor.

El médico alemán Robert Mayer, a mediados del siglo XIX, fue el primero en emitir la hipótesis de que calor trabajo eran dos fenómenos de idéntica naturaleza y que, por lo tanto, debía existir alguna relación entre estas dos magnitudes. Sin embargo, esta revolucionaria idea no fue aceptada hasta que James Prescott Joule, en la fábrica de cerveza que su padre poseía en Manchester, realizó un experimento célebre. 

Determinó que el trabajo necesario para elevar a una altura de un metro un peso de 428 gramos era equivalente a la cantidad de calor capaz de elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua.

II: Mecanismo utilizado por Joule en sus experimentos

A la nueva magnitud que englobaba trabajo y calor se le denominó energía. Esta magnitud se postuló como inmedible, siendo tan sólo medibles las variaciones en la misma mediante distintos procesos entre los que estaban, el intercambio de calor y las alteraciones de velocidad.

Fuente:

Recuerdos de Pandora