5 ecuaciones más físicas que todos deberían saber

En el lado derecho, k_B se llama constante de Boltzman y Omega (Oh) es el número de posibles “microstatos”. Permítanme explicar con un ejemplo: digamos que tengo cuatro monedas y cuatro personas. ¿Cuántas maneras diferentes puedo compartir estas monedas? Bueno, dos casos extremos serían que todos obtienen una moneda o que las cuatro monedas van a una persona. En total, hay 35 posibles distribuciones. Estos son los microestados (Oh). Por lo tanto, puede pensar en ellos como posibles arreglos de energía entre las partículas mientras mantiene la energía total igual.

Si dejo caer un baloncesto, su energía potencial gravitacional disminuye a medida que cae y su energía cinética aumenta: la energía total se conserva. Pero no rebota tan alto como comenzó. Esto se debe a que algo de energía se filtra como calor en el impacto. La pelota se calienta un poco. Cuando tenemos en cuenta esa energía térmica, encontramos que la energía aún se conserva. Pero la entropía es más alta.

Pero y si la pelota tuviera más frío y rebotado más alto? Esto significaría que la energía térmica se reduce y la energía cinética aumenta. La energía lo haría aún estar conservado, pero en este resultado, la entropía se reduce. Esto es realmente posible, pero podría ejecutar este experimento hasta el final de los tiempos y nunca obtener ese resultado.

Aquí hay otro ejemplo divertido. Imagina poner hielo en un vaso de agua tibia. ¿Es posible que el agua se calienta y el hielo se vuelva más frío? Una vez más, la probabilidad no es cero, pero es extrayemientemente improbable. La fórmula de Boltzmann dice que cuanto más posibles hay microstatos, mayor será la entropía.

Ulitimatamente, esto conduce a la segunda ley de la termodinámica, que establece que la entropía total de un sistema cerrado solo puede aumentar con el tiempo, o al menos nunca puede disminuir. Entonces, como, su escritorio solo se pondrá más y más desordenado, a menos que abra ese “sistema” y haga un “trabajo”, lo que, recuerde, significa agregar energía. Desafortunadamente, el universo es un sistema verdaderamente aislado, por lo que solo puede terminar de una manera, en la pérdida total de toda estructura y vida.

4. Ley de Ohm

Esta ecuación se usa en muchos de nuestros dispositivos modernos, ya que trata sobre la electricidad. La ley de Ohm da una relación entre el cambio en la energía potencial eléctrica (ΔV) a través de algún elemento en un circuito y la corriente eléctrica (I) moviéndose a través de ese elemento. Debido a que es agotador decir “el cambio en el potencial eléctrico”, a menudo simplemente lo llamamos “el voltaje”, ya que se mide en voltios. La constante de proporcionalidad entre el voltaje y la corriente se llama resistencia (Riñonal); No es sorprendente que se mida en unidades de ohmios.