Descubrimientos científicos de la mecánica y la termodinámica a lo largo de la historia.
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544 BCE
El fuego como origen de los elementos
Para las civilizaciones antiguas como la egipcia observaban el calor en forma de fuego y lo relacionaban con su mitología. (mecánica, 2018)
Para el filósofo griego Heráclito de Éfeso 544 AC, expone al fuego como la primera materia y fuerza que se convierte en agua y tierra cuando se apaga, como se expone en (Filosofía en español, 2017) -
230 BCE
Principio de Arquímedes
Arquímedes de Siracusa (287 a. C. – 212 a. C.)
Descubrió que un cuerpo, al ser sumergido parcial o totalmente en el interior de un fluido, experimenta una fuerza hacia arriba, llamada fuerza de empuje o, simplemente, empuje, cuyo módulo es igual al peso del fluido que desplaza. -
100
Eolípila de Herón
La Eolípila de fue inventada por el ingeniero griego Herón de Alejandría y se considera la primera máquina térmica, que consistía en una esfera hueca llena de agua con dos tubos curvos, que cuando hervía el agua giraba a gran velocidad, como se expresa en (López A. , 2006). -
1543
Teoría heliocéntrica
El heliocentrismo es un modelo astronómico según el cual la Tierra y los planetas se mueven alrededor del Sol relativamente estacionario y que está en el centro del universo. Esta teoría fue propuesta por el astrónomo Nicolás Copérnico en su obra fundamental "De revolutionibus orbium coelestium" -
El termoscopio de Galileo
Galileo Galilei (1564-1642) en el año 1592 construyo un aparato llamado termoscopio para medir la temperatura ambiental, en forma de varilla, con una parte superior terminada en bulbo y una inferior que se introducía en una jarra llena de agua. Los cambios en la temperatura del aire contenido en la ampolla ejercían un efecto de succión sobre la columna de agua situada abajo, de forma que ascendía según la presión atmosférica, como se describe en (GARGANTILLA, 2019). -
Ley de los cuerpos que caen
Para comprobar que todos los cuerpos poseen igual aceleración de la gravedad, sin importar su peso, Galilei realizó un experimento singular. Desde la Torre de Pisa arrojó dos objetos de diferente peso, notando que ambos caían al mismo tiempo. Sin embargo, hay quienes dudan de la veracidad de este experimento. Fuente: Ley de la gravedad de Galileo Galilei
https://gravedad.net/ley-de-la-gravedad-de-galileo-galilei -
Leyes de Kepler
Las leyes de Kepler fueron enunciadas por Johannes Kepler para describir matemáticamente el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol. -
Leyes de Snell
Willebrord Snel van Royen publicó las leyes de la reflexión y la refracción que llevan su nombre Leyes de Snell, demostrando que al incidir la luz en la superficie de separación entre dos medios, la relación entre las cosecantes de los ángulos de incidencia y de refracción permanece constante. -
René Descartes: publica "Discours de la méthode"
Establece el método científico y la ley de la inercia -
Barómetro de Mercurio
Evangelista Torricelli (1608 - 1647)
Torricelli utilizó el mercurio haciéndolo ascender en un tubo cerrado, creando vacío en la parte superior, empujado por el peso del aire de la atmósfera. Demostró que el aire tiene peso, e inventó el barómetro. A partir de este experimento, afirmó: “Vivimos en el fondo de un océano del elemento aire, el cual, mediante una experiencia incuestionable, se demuestra que tiene peso”. -
Ley de Boyle
Boyle y Hooke encuentran experimentalmente que la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales (ley de Boyle, PV=K), como se expresa en (FísicaMatemáticasProfeWilliam, 2021) y (Leercienica.net, s.f.) -
Leyes conservativas
Christiaan Huygens (1629 - 1695)
Su obra Horologium oscillatorum; en esta halla la expresión exacta de la fuerza centrífuga en un movimiento circular, la teoría del centro de oscilación, el principio de la conservación de las fuerzas vivas (antecedente del principio de la conservación de la energía) centrándose esencialmente en las colisiones entre partículas (corrigiendo algunas ideas erróneas de Descartes) y el funcionamiento del péndulo simple y del reversible. -
Establece las leyes del movimiento y la ley de gravitación universal.
Fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado el 5 de julio de 1687, donde establece por primera vez una relación proporcional (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. -
Termómetros de alcohol (1709) y de mercurio (1714) – Daniel Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit fue el físico alemán que inventó el termómetro de alcohol en 1709, y el termómetro de mercurio en 1714. En 1724, introdujo la escala de temperatura estándar que lleva su nombre -Escala de Fahrenheit- que se utilizó para registrar los cambios de temperatura de forma precisa. -
Teorema de Bernoulli
Daniel Bernoulli (1700 - 1782)
Publicó su obra Hidrodynamica, en la que expone lo que más tarde sería conocido como el Principio de Bernoulli, que describe el comportamiento de un fluido al moverse a lo largo de un conducto cerrado. El teorema considera los tres tipos únicos de energía que posee el fluido que pueden cambiar de un punto a otro de la conducción. Estos tipos son: energía potencial gravitacional, energía cinética y energía debido a la presión de flujo (hidrostática). -
Escala centígrada (1742) – Ander Celsius
Anders Celsius definió su escala en 1742 considerando las temperaturas de ebullición y de congelación del agua, asignándoles originalmente los valores 0 °C y 100 °C, respectivamente (de manera que un mayor valor significaba una temperatura menor). -
James Watt: Inventa la máquina de vapor
Inventa la máquina de vapor que revoluciona la industria y la forma de vida de la humanidad. -
Refutación de la Teoría del Flogisto
Antoine-Laurent de Lavoisier (1743-1794)
Entre los experimentos más importantes de Lavoisier fue examinar la naturaleza de la combustión, demostrando que es un proceso en el que se produce la combinación de una sustancia con oxígeno, refutando la teoría del flogisto. -
El experimento de Cavendish o de la balanza de torsión
Permitió obtener implícitamente la primera medida de la constante de gravitación universal G y, con este dato, a partir de la ley de gravitación universal de Isaac Newton y de las características orbitales de los cuerpos del sistema solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol. Fueron experiencias realizadas por Henry Cavendish -
Benjamin Thomson
Desarrolla el concepto de calor como forma de energía y establece la teoría de la termodinámica. -
Ley de Gay-Lussac
Joseph-Louis Gay-Lussac (1778 - 1850)
Demostró que un gas aumenta su presión a medida que aumenta la temperatura si el volumen y la masa se mantienen constantes.
El incremento de la presión ocurre porque al aumentar la temperatura la velocidad de las moléculas del gas aumenta lo que hace que el golpe que efectúan sobre la pared del recipiente que contiene el gas sea más fuerte, a mayor fuerza en el golpe, mayor será la presión. -
Experimento de la doble rendija
En la física moderna, el experimento de la doble rendija es una demostración de que la luz y la materia pueden mostrar características tanto de ondas como de partículas definidas clásicamente; además, muestra la naturaleza fundamentalmente probabilística de los fenómenos de la mecánica cuántica. -
La teoría atómica
La teoría atómica de Dalton fue el primer intento completo para describir toda la materia en términos de los átomos y sus propiedades.Dalton basó su teoría en la ley de la conservación de la masa y la ley de la composición constante. -
Eficiencia Termodinámica y la segunda ley de la termodinámica
Según (mecánica, 2018), Sadi Carnot demostró que se obtiene trabajo del intercambio de calor entre dos fuentes a diferentes temperaturas. Mediante el teorema de Carnot y la máquina ideal de Carnot (basada en el ciclo de Carnot) cuantificó este trabajo e introdujo el concepto de eficiencia termodinámica. Según (López, 2017), “La segunda ley de la termodinámica es una generalización de los límites de una máquina térmica y se basa en el trabajo de Carnot”. -
Ley de Pouseuille
Jean Léonard Marie Poiseuille (1797 - 1869)
Esta ley enuncia que en el caso de fluidez suave (flujo laminar), el caudal de volumen está dado por la diferencia de presión dividida por la resistencia viscosa. Esta resistencia depende linealmente de la viscosidad y la longitud, pero la dependencia de la cuarta potencia del radio es exageradamente diferente. -
Ley de Gas Ideal
Henri Victor Regnault agregó la Ley de Avogadro a la Ley de Gas Combinado para producir la Ley de Gas Ideal. PV = NRT, como se expone en (AcademiaLab, 2023). -
Primera Ley de la termodinámica
Hermann von Helmholtz publica una declaración definitiva de la conservación de la energía, la primera ley de la termodinámica, como se expone en (AcademiaLab, 2023) -
Termodinámica efectiva y escala de temperatura kelvin
Según (mecánica, 2018), Lord Kelvin, empleando la máquina de Carnot, introdujo el concepto de temperatura termodinámica efectiva y es responsable de una declaración del segundo principio de la termodinámica e invento la escala de temperatura absoluta que lleva su nombre.. -
Teoría sobre la electricidad (mediado siglo XVIII)
Descubrió, a través de experimentos, que la electricidad no se genera frotando dos objetos, sino que se transfiere de un objeto a otro. Franklin también descubrió que la carga positiva y negativa siempre está equilibrada en todos los objetos de la naturaleza. -
Primera ley de la termodinámica
James Joule desempeñó un papel fundamental en los estudios sobre cómo conservar la energía, o primera ley de la termodinámica, como un principio universal de la física. Se basa en la conclusión de Joule de que el calor y la energía son equivalentes, como se plantea en (Lifeder, 2019). -
Lord Kelvin
Establece la escala de temperatura absoluta y la segunda ley de la termodinámica -
Concepto de Entropía
El físico y matemático alemán Rudolf Clausius planteo una versión matemática del concepto de entropía definida como la proporción de energía de un sistema que no es capaz de desarrollar trabajo y demostró que la entropía de un sistema se incrementa en un proceso irreversible, como se expresa en (Varela, 2016) -
Teoría de Maxwell-Boltzmann
James Clerk Maxwell (1831 - 1879) y Ludwig Eduard Boltzmann (1844 - 1906)
En base a lo formulado por Ludwing Boltzmann, Maxwell formuló la teoría cinética de los gases y que hoy día es conocida como Teoría de Maxwell-Boltzmann. Maxwell demostró que la temperatura condicionaba la distribución de velocidades. -
Representación del proceso Termodinámico
El físico Willard Gibbs publicó el tratado "Sobre el equilibrio de sustancias heterogéneas" ,donde mostraba cómo un proceso termodinámico podría representarse gráficamente y cómo estudiar de esta manera la energía, la entropía, el volumen, la temperatura y la presión podrían preverse la eventual espontaneidad del proceso considerado, como se expresa en (mecánica, 2018) -
Ludwig Boltzmann
Desarrolla la teoría cinética de los gases y establece la constante de Boltzmann. -
Número de Reynolds
Osborn Reynolds (1842 - 1912)
Demostró cómo se produce la transición a flujo turbulento en un experimento clásico en el que examinó el comportamiento del flujo de agua bajo diferentes caudales utilizando un pequeño chorro de agua teñida introducido en el centro del flujo en una tubería más grande. De estos experimentos surgió el número de Reynolds adimensional para la similitud dinámica: la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas. -
Proceso industrial de Licuefacción de Gases
El ingeniero alemán Carl von linde aplica el efecto Joule-Thomson numerosas veces, logrando llevar el aire a una temperatura tan baja que el mismo se torna líquido, con este proceso actualmente, se llevan a estado líquido los gases para envasarlos en tanques o botellas, como se expresa en (ProfesordeIngeniería, 2016) -
Descubrimientos sobre radiactividad
Se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad y el descubrimiento del electrón por parte de Joseph John Thomson -
La teoría de la relatividad (1905 y 1915) – Albert Einstein
La teoría de la relatividad1 incluye tanto a la teoría de la relatividad especial como la de la relatividad general, formuladas principalmente por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo -
Tercera ley de la termodinámica
El físico alemán Walter Hermann Nernst (1864-1941), formula la Tercera Ley de la Termodinámica o teorema del calor, demostrando que el trabajo máximo que se obtiene de un proceso químico puede ser calculado a partir del calor desprendido a temperaturas cercanas al cero absoluto, como se expone en (facmed.unam.mx, s.f.) y (Melvyn Becerra, 2023). -
Niels Bohr
Establece el modelo atómico de Bohr, que explica la estructura de los átomos y la emisión y absorción de radiación. -
Efecto fotoeléctrico
En este modelo, la energía luminosa se concentra en una serie de cuantos de luz (fotones). Por tanto, no se necesita tiempo para que el electrón acumule energía luminosa. En efecto, los cuantos transfieren su energía inmediatamente a los fotoelectrones, que escapan de la superficie casi inmediatamente. Fue descubierto por Einstein quien recibió el premio Nobel de Física -
Period: to
Mecánica Cuántica
Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger y Paul Dirac, formularon la mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada. -
Ley cero de la termodinámica
La ley del equilibrio térmico, fue postulada por primera vez por Maxwell y adoptada luego por Fowler, planteando que, cuando dos sistemas con sus propias temperaturas, distintas entre sí, entran en contacto, ambos intercambiarán calor hasta que esas temperaturas se igualen, como se expone en (Ok diario, s.f.) , (Navarro, s.f.). -
Enrico Fermi
Descubre la reacción en cadena producida por los neutrones, que sería la base de la energía nuclear. -
El transistor (1947) – John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley
los físicos estadounidenses John Bardeen y Walter Brattain, mientras trabajaban bajo la dirección de William Shockley en los Bell Labs, consiguieron crear el primer transistor, más concretamente el primer transistor de contacto puntual -
El láser (1958) – Charles Townes y Arthur Schawlow
Charles Townes y Arthur Schawlow son los co-inventores del láser. En 1955, Schawlow junto con Charles Townes desarrolló el espectroscopio de microondas. En 1958, ambos inventaron el máser (o láser de microondas). A pesar de que su empresa no le veía una aplicación clara a aquel invento, el máser fue patentado el 24 de marzo de 1959. -
Bosón de Higgs o partícula de Higgs
Recibe su nombre en honor a Peter Higgs, quien, junto con otros, propuso en 1964 el hoy llamado mecanismo de Higgs para explicar el origen de la masa de las partículas elementales. -
Period: to
Teoría Termodinámica de los agujeros negros
Jacob Bekenstein sugiere que los agujeros negros tienen una entropía proporcional a su superficie y Stephen Hawking predice que los agujeros negros irradiarán partículas con un espectro de cuerpo negro que puede causar evaporación de agujero negro, como se expone en (AcademiaLab, 2023) -
Teorema de Prigogine
Ilya Prigogine gana el premio Nobel por su trabajo en estructuras disipantes en sistemas termodinámicos lejos del equilibrio. La importación y disipación de energía podría revertir la segunda ley de la termodinámica, como se expone en (AcademiaLab, 2023).