Curiosidades

Manuel Celso Juárez Castelló

Aire comprimido

En una botella de aire comprimido utilizada por los submarinistas, de 15 litros de capacidad a presión normal (presión atmosférica, 1 atmósfera), se llegan a introducir 3.000 litros de aire a 200 atmósferas (200 veces la presión atmosférica normal al nivel del mar). Al nivel del mar la presión es de 1 kilo por cm2.

La entropía (I)

La entropía es una magnitud que nos da el grado de desorden o caos de un sistema. Las reacciones químicas o físicas tienen la propiedad de que se producen sólo en el sentido en el que aumenta o se conserva la entropía. La entropía crece con el volumen y la temperatura. En general, es frecuente que las cosas tiendan a estropearse y no a arreglarse solas: Es la entropía del mundo. La segunda ley de la termodinámica lo afirma diciendo que el desorden de un sistema aislado debe incrementarse con el tiempo o, como máximo permanecer constante. O sea, si algo se ordena es porque recibe energía externa al sistema.

La entropía (y II)

Por ejemplo, vemos que en la Tierra nacen plantas y animales, que son formas bastante ordenadas de moléculas y átomos. Esto se debe a las plantas que utilizan la energía del Sol como fuente de energía externa y a que los animales utilizan la energía de las plantas o de otros animales. Así, podemos asegurar que la entropía del Sol aumenta por momentos. La primera ley de la termodinámica es la que afirma que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

Albert Einstein (I)

El físico alemán Albert Einstein (1879-1955) nunca se destacó por sus buenos resultados académicos, lo que no le impidió recibir el premio Nobel de Física en 1921 por sus trabajos sobre el efecto fotoeléctrico, y no por su más famoso trabajo, la teoría de la relatividad, publicada en 1916 pero que aún era discutida. Además, fue uno de los grandes pioneros en el estudio de la mecánica cuántica. Sin embargo, fue muy crítico con ella sobre todo cuando se empezaron a usar probabilidades para describir los sistemas, a raíz del principio de incertidumbre de Heisenberg.

Albert Einstein (II)

Refiriéndose a esto, es famosa la afirmación de Einstein indicando que "Dios no juega a los dados". Se dice que un colega de Einstein y amigo de toda la vida, el físico danés Niels Bohr (1885-1962), harto de esta frase, en una ocasión le respondió: "¡Albert! ¡Deja de decirle a Dios lo que tiene que hacer!". A consecuencia del nazismo de su país natal, Einstein, que era de origen judío, se nacionalizó en Suiza en 1901. Posteriormente, en 1940, se nacionalizó en Estados Unidos.

Albert Einstein (y III)

En 1939 Einstein firmó una carta la presidente Roosevelt pidiéndole que se creara un programa de investigación de la reacción en cadena, pero en 1945, cuando se hizo evidente que la bomba nuclear era realizable pidió a Roosevelt que no se emplease, sin conseguirlo (en Agosto de ese año se arrojaron dos bombas atómicas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki). Hasta su muerte luchó activamente contra la proliferación de las armas nucleares consciente de su peligrosidad. A la pregunta de cómo sería la III Guerra Mundial respondió que la cuarta sería con piedras.

El caballo de vapor

El ingeniero y mecánico escocés James Watt (1736-1819) inventó la máquina de vapor y definió una unidad para medir su potencia: El caballo de vapor. Por aquel entonces, en las minas se utilizaban caballos para extraer agua y otros materiales. Para poder vender sus máquinas a los ingenieros de minas, Watt midió el trabajo que realizaba un caballo típico durante un período grande de tiempo y luego calibró sus máquinas de acuerdo con ello. Así, pudo decirle a su clientela que una máquina de un caballo de vapor reemplazaría a un caballo.

Medida de la temperatura (I)

Las unidades de temperatura (el nombre oficial en el S.I. es de "temperatura termodinámica"; ¿existe otra?) también han sido muy dispares desde que Galileo introdujo el primer termómetro rudimentario (en realidad un termo-baroscopio). Aunque resulte sorprendente, ya a finales del s. XVII el meteorólogo francés G. Amontons (1663-1705), dedujo que para un gas a V=cte se verificaba p=aT+b, sugiriendo que se adoptara una escala termométrica T’=(aT+b)c tal que p=cT’ (y hasta llegó a dar valores numéricos: Thielo=51 ‘amontones’ y Teb=73 ‘amontones’, es decir 1 ‘amonton’ 5 kélvines).

Medida de la temperatura (II)

En 1714 Fahrenheit construyó el primer termómetro de precisión, de mercurio con capilar sellado, tomando como puntos de referencia el de máximo frío de una disolución salina y el del calor del cuerpo humano, con 96 divisiones (fruto de sus múltiples subdivisiones de la vieja escala florentina de 12 grados).

Medida de la temperatura (III)

En 1726 Réaumur construyó un termómetro de menor precisión, con una mezcla de agua y etanol, pero fue el primero en elegir como puntos de referencia el del hielo y el vapor, dividiendo en 80 grados para que cada grado correspondiese a un 1% de dilatación del fluido termométrico.

En 1741 Celsius construyó un termómetro con 100 divisiones entre el punto de hielo y el de vapor, pero con la escala invertida; muchos seguidores del ‘termómetro sueco’ le dieron la vuelta a la escala (el primero parece que fue el francés Christin en 1743).

Medida de la temperatura (y IV)

En la CGPM-9-1948 a la escala ‘centígrada’ se le puso el nombre de Celsius (nótese que ºC puede pensarse que se refiere a centígrado, Celsius e incluso Christin, pero debe pronunciarse como grados Celsius, o simplemente grados en el lenguaje coloquial). En la CGPM-13-1967 se sustituyó la "escala kelvin" (definida a partir de la Celsius "centígrada") por la unidad de temperatura llamada kelvin (ya no más grado kelvin), de símbolo K (ya no más "ºK").

Ancho de vía (I) El ancho de vía en los ferrocarriles de Estados Unidos

es de 4 pies y 8 pulgadas y media. Es un número extraño ¿porqué se usa precisamente esa anchura?

La razón es porque así se hace en Gran Bretaña, y las vías americanas fueron construidas por emigrantes ingleses.

¿Porqué los ingleses usaron ese ancho? Porque los primeros ferrocarriles fueron construidos por las mismas personas que habían construido antiguos tranvías y ésta es la anchura que usaban.

¿Y porqué usaban tal cifra? Porque utilizaban las mismas plantillas y herramientas que se usaban para construir carruajes y éstos tenían ese espacio entre ruedas.

Ancho de vía (II) Bien, ¿y porqué los carruajes usaban esa entraña

medida entre ruedas?. Porque si hubieran usado otra cualquiera se hubiesen roto en algún viejo camino inglés, ya que esta es la distancia entre las roderas.

Así pues ¿quién construyó esos viejos caminos con roderas?

Las primeras carreteras de larga distancia en Europa e Inglaterra fueron construidos por el Imperio Romano para sus legiones y han sido usadas desde entonces. Los carros de guerra de las legiones romanas formaron las roderas iniciales, que a posteriori fueron imitadas por miedo a destruir las ruedas de los carruajes. Ya que los carruajes fueron hechos para (o por) el Imperio Romano, todos tenían el mismo ancho de ruedas.

Ancho de vía (III) El ancho de vía ferroviaria estándar en USA de 4 pies y

8 pulgadas y media deriva entonces de las especificaciones originales para un carro de guerra romano.

Y estas especificaciones originales por primera vez no son derivadas, el problema concreto y real que están enfocando es simplemente cómo poder acomodar el ancho de dos traseros de caballo.

Aquí contestamos la primera pregunta, pero ahora, otra vuelta de tuerca: cuando vemos una lanzadera espacial en su rampa de lanzamiento, notaremos dos grandes cohetes unidos a los lados del principal tanque de combustible.

Ancho de vía (IV) Son los llamados SRB (Solid Rocket Boosters) y son

construidos por Ihrokol en su fábrica de Utah. Los ingenieros que lo diseñaron habrían preferido hacerlos algo más anchos, pero los SRB han de ser enviados por tren desde la fábrica hasta el lugar de lanzamiento.

La línea férrea pasa por un túnel en las montaña y los SRB han de caber a través de ese túnel, el cual es ligeramente más ancho que el propio ancho de la vía, que es aproximadamente del ancho de dos traseros de caballo.

Así pues, el diseño de los cohetes impulsores del más avanzado sistema de transporte del mundo fue determinado hace más de 2000 años por el ancho del culo de un caballo."