Inicio de la termodinámica

 El ser humano y el inicio de la revolución industrial

James watt , era un joven y ambicioso inventor escocés que estaba a punto de impulsar al mundo hacia una nueva era, su visión era dominar la potencia del vapor para producir energía. La máquina de Watt funcionaba en los límites de la tecnología de la que dispone rivales poderosos y conspiradores que se interpusieron en su camino, su sueño estaba en el filo de la navaja sólo el apoyo de un hombre influyente podía ayudarle a lograr su sueño, necesitaba a Bolton para lanzar su nueva industria del vapor, juntos lucharían para hacer realidad la edad del vapor e incluso hoy en día sus esfuerzos siguen siendo la base de la mayoría de los dispositivos de tecnología para suministrar energía al mundo 

Una noche de 1775 en Inglaterra se reúnen en birmingham, un club exclusivo, las mentes más preclaras de Inglaterra dónde debaten sobre ciencia filosofía comercio y artes, son debates que dirigirán el futuro del país cuyo anfitrión de dicha reunión era Matthew Bolton, un empresario rico y poderoso, esa noche James Watt presento su nuevo invento estas ideas revolucionarias convertirán a Watt en uno de los mayores pioneros de la revolución industrial

Todo comenzó 18 años antes universidad de glasgow cuando un grupo de profesores acudió al rescate de Watt no sólo pusieron un techo sobre su cabeza sino que cambiaron su vida James Watt había estudiado fabricación de instrumentos durante un año y quería establecerse en solitario pero las estrictas reglas de su gremio no lo permitían exigían que cumpliese un aprendizaje de siete años, de modo que los profesores le ofrecieron la oportunidad de montar su taller dentro de la universidad.

En 1763 le ofrecen una oportunidad que marcará su futuro los profesores de la universidad le piden que repare la maqueta de una máquina de vapor primitiva, gradualmente fue transformando este aparato en un objeto científico casi como si esta máquina le hubiese ayudado a convertirse en lo que hoy denominaríamos un científico porque decidió que para tener éxito tendría que analizarla, tendría que comprender la naturaleza del vapor, tendría que comprender la naturaleza del vaso del vapor entre las diferentes partes de la máquina así que comenzó como un juguete se convirtió en un aparato científico que transformó a James Watt en el fabricante de instrumentos

John Smeaton también se había propuesto poner en el mercado una máquina de vapor muy mejorada la razón por la que John Smeaton empieza a trabajar en la máquina de vapor es que todo el mundo es consciente de que la máquina atmosférica de Newcomen tiene ciertos límites que no puede superar y consume mucho combustible y todo el mundo coincide en que hay que mejorarla para que su uso se generalice hay que hacerla más eficiente y Smith aunque es consciente de ese problema sin saber que Smith también está intentando mejorar la máquina de vapor de Newcomen, James Watt dedica todo su tiempo libre a realizar experimentos.

 en 1765 ya lleva dos años haciendo experimentos e incluso ha aprendido francés y alemán para estudiar las versiones originales de documentos importantes, Watt ha estudiado al detalle toda la serie de procesos que ocurren dentro de la maqueta de la máquina de vapor y ha descubierto por qué la máquina funciona tan despacio ha identificado un defecto de diseño básico el vapor caliente se enfría dentro del cilindro cual se ha dado cuenta de que de este modo se pierde la mayoría de la energía térmica de la caldera de vuelta a su taller resuelve el problema hasta ahora el vapor caliente del interior del cilindro que contiene el pistón se enfría vapor la inyección de agua fría usada para condensar el vapor esto crea un vacío que baja el pistón la vieja máquina condensa el vapor lentamente y solo consigue entre seis y ocho ciclos por minuto, Watt resuelve este problema creando una cámara separada para que se condensa el vapor lo que significa que el cilindro del pistón se mantiene a la misma temperatura que el vapor de la caldera esto crea una máquina mucho más eficiente es un avance legendario el nuevo diseño de web significa que su máquina funciona al doble de velocidad lo que comenzó en el taller de james watt hace 250 años sigue ocupando a ingenieros de todo el mundo la búsqueda de la máquina de vapor perfecta hoy son las turbinas las que usan la potencia del vapor fundamentalmente para la producción de energía eléctrica ingenieros y especialistas de montaje esperan ansiosos en una sala de turbinas alemana es un momento crucial la enorme turbina se encaja en su cubierta el más mínimo error podría amenazar meses de trabajo se retira una última cuña de seguridad y el rotor de 320 toneladas es libre para girar una prueba de giro pronto demostrará si todas las piezas se han montado correctamente paulatinamente la enorme turbina se pone en movimiento todo parece marchar según lo previsto al igual que james watt los ingenieros modernos siguen buscando la forma más eficiente de convertir la energía térmica en movimiento hoy un 80% de la electricidad se produce por medio de turbinas de vapor usando combustibles fósiles o en reactores nucleares el resto procede de la energía hidráulica eólica o solar se estudian y prueban aleaciones especiales para el eje de una turbina solo sirven los materiales del grado más alto el acero se forja trabajosamente para refinar las proformas es un proceso lento que dura tres semanas este peso pesado de 100 toneladas se convertirá en el elemento central de la mayor turbina del mundo que medirá 15 metros el equivalente a un edificio de 5 pisos el eje es un producto de ingeniería único diseñado para resistir las máximas tensiones es una obra maestra de acero que supera con creces todo lo que Watt hubiera podido soñar en su época.

Revolución industrial  -  maravillas de fabrica

1850 la población había aumentado a más de 16 millones y medio absolutamente increíble con tanto crecimiento de cultivos y gente las viejas tecnologías ya no podían dar abasto los molinos de harina, en particular, querían mejorar su máquina más importante, la rueda hidráulica, usada desde la época de los romanos la rueda hidráulica seguía siendo la principal fuente de energía pero era el centro de un cada vez más acalorado debate había dos diseños básicos la rueda impulsada por abajo y la misma rueda impulsada por arriba unos pretendían que la rueda impulsada por abajo era seis veces más eficiente que la rueda impulsada por arriba otros insistían en que la rueda impulsada por arriba era diez veces mejor. 

1752 un constructor de Instrumentos científicos John Smeaton a los 27 años  recibió el encargo de construir un molino de agua era todo un acontecimiento porque él nunca había Construido uno antes Para decidir qué diseño utilizaría en su Molino de encargo smeaton construyó un Sofisticado modelo de madera esto le Permitía testear la cantidad de energía Ejercida por la rueda hidráulica impulsada por arriba y por la rueda Hidráulica impulsada por abajo en el Mismo marco de madera con la misma altura de caída de agua 

En sus conclusiones smeaton tardó seis Años en publicar sus hallazgos los Detalles de su análisis me han dejado un Poco desconcertado pero asombro a sus Comentarios Con esta prueba científica y el análisis Del resultado smeaton presentó un Argumento sólido sobre la eficacia de Máquinas que otros podrían continuar Es mi tan realmente había puesto los Cimientos para la moderna profesión de La ingeniería civil En manos de otro hombre richard wright La revolución daría el próximo paso Crucial

La industria textil, tradicionalmente, fue un campo de trabajo femenino que tenía lugar en los propios hogares y cuya producción era, en el mejor de los casos, artesanal. Las telas así producidas eran luego derivadas a un sastre o costurero, encargado de manufacturar las piezas de ropa a la medida del cliente adinerado, o de hacer piezas regulares destinadas al uso del vulgo.

El crecimiento de la población y de la economía durante las primeras etapas de la Revolución Industrial condujeron a la instalación de talleres (telares) en los que podía producirse telas de manera constante, empleando todavía labores manuales y una gran cantidad de trabajadores textiles.

La máquina secreta de oro raid Transformaría la manufactura de la Industria campesina tradicional que se Había mantenido intacta durante Generaciones el hilado de algodón Para producir hilo de algodón a mediados Del siglo 18 el algodón en crudo se Hilaba en la rueca tradicional Él hilador primero sacaba las fibras de Algodón y al mismo tiempo las juntaba Con un giro y las introducía en la punta Del huso Entonces la hebra que salía se tejía de Nuevo en un huso Era una labor de trabajo intensivo muy Especializado pero requería mucho tiempo Y sólo producía un hilo muy frágil La máquina de orbaiz cambiaría todo esto

La industria textil es una de las actividades económicas más importantes en el mundo entero. Por eso, brinda trabajo a enormes sectores de la población en cada país, ya que sus productos suelen comercializarse a un ritmo constante y masivo.

Al mismo tiempo, es fuente de enormes controversias, dado que su empleo de maquinaria liviana permite una constante deslocalización geográfica, lo cual a veces se traduce en condiciones laborales y salariales indignas.

Por otro lado, se habla de sectores textiles para referirse a los distintos componentes o estaciones de la producción textil, que directamente componen la industria. Tales como:

• Producción de fibras. La obtención por medios naturales o artificiales de la materia prima para elaborar los productos textiles.

• Hilandería. Etapa de tratamiento de las fibras y obtención de los hilos básicos para la manufactura de las telas.

• Tejeduría. Proceso de elaboración de las telas mediante el tejido de los hilos de fibra.

• Tintorería. Etapa en la que se tiñen las telas y se lleva a cabo el acabado final de las mismas.

• Confección y costura. Sector en el que se diseñan, cortan y cosen las piezas de cada prenda de vestir, a partir de telas ya finalizadas. Se divide en alta y baja costura.

• No tejidos. Sector de manejo de elementos no textiles o de elaboración de telas sin requerir de hilos y fibras.

Cumbres De Las Ciencias Y La Técnica 077 James Prescott llull y william thompson más altos honores.

En termodinámica, desarrolló el trabajo realizado por James Prescott Joule sobre la interrelación del calor y la energía mecánica, y en 1852 ambos unieron esfuerzos en la investigación del fenómeno al que se conoció como efecto Joule-Thomson.

En 1848 estableció la escala absoluta de temperatura que utiliza el cero absoluto como su punto de referencia y que sigue llevando su nombre y es conocida como la escala Kelvin.

Estudió la teoría matemática de la electrostática, llevó a cabo mejoras en la fabricación de cables e inventó el galvanómetro de imán móvil y el sifón registrador.

Fue asesor científico en el tendido de cables telegráficos del Atlántico en 1857, 1858, 1865 y 1866.

Además, contribuyó a la teoría de la elasticidad e investigó los circuitos oscilantes, las propiedades electrodinámicas de los metales y el tratamiento matemático del magnetismo.

Junto con el fisiólogo y físico alemán Hermann Ludwig von Helmholtz, hizo una estimación de la edad del Sol y calculó la energía irradiada desde su superficie.

Entre los aparatos que inventó o mejoró se encuentran un dispositivo para predecir mareas, un analizador armónico y un aparato para grabar sonidos en aguas más o menos profundas. También mejoró aspectos de la brújula marina o compás náutico.

Joule estudió aspectos relacionados con el magnetismo, especialmente los relativos a la imantación del hierro por la acción de corrientes eléctricas, que le llevaron a la invención del motor eléctrico. Descubrió también el fenómeno de magnetostricción, que aparece en los materiales ferromagnéticos, en los que su longitud depende de su estado de magnetización.

Pero el área de investigación más fructífera de Joule es la relativa a las distintas formas de energía: con sus experimentos verificó que al fluir una corriente eléctrica a través de un conductor, éste experimenta un incremento de temperatura; a partir de ahí dedujo que si la fuente de energía eléctrica es una pila electroquímica, la energía habría de proceder de la transformación llevada a cabo por las reacciones químicas, que la convertirían en energía eléctrica, la cual se transformaría en calor. Si en el circuito se introduce un nuevo elemento, el motor eléctrico, se origina energía mecánica. Ello le llevó a la enunciación del principio de conservación de la energía, y aunque hubo otros físicos de renombre que contribuyeron al establecimiento de este principio (como Julius von Mayer, William Thomson y Hermann von Helmholtz), fue Joule quien le proporcionó una mayor solidez.

En 1840 Joule publicó Producción de calor por la electricidad voltaica, en la que estableció la ley que lleva su nombre y que afirma que el calor originado en un conductor por el paso de la corriente eléctrica es proporcional al producto de la resistencia del conductor por el cuadrado de la intensidad de corriente. En 1843, después de numerosos experimentos, obtuvo el valor numérico del equivalente mecánico del calor, que concluyó que era de 0,424 igual a una caloría, lo que permitía la conversión de las unidades mecánicas y térmicas; este es un valor muy similar al considerado actualmente como de 0,427. De ese modo quedaba firmemente establecida la relación entre calor y trabajo, ya avanzada por Benjamin Thompson de Rumford, que sirvió de piedra angular para el posterior desarrollo de la termodinámica estadística. En estos trabajos Joule se basaba en la ley de conservación de la energía, descubierta en 1842.

Cerca de medio siglo después James Prescott Joule repetiría los experimentos de Rumford a una escala menor. Comenzó en los años cuarenta del siglo XIX y los repitió durante muchos años, refinando cada vez más sus aparatos y sus técnicas. En todos los casos, cuanto más cuidadoso era más exacta encontraba la proporcionalidad de la cantidad de calor, medida como cambio en la temperatura y la cantidad de trabajo realizado. Como Joule hacía sus experimentos con agua, como el resto de investigadores de la época, asumía que la proporcionalidad que encontraba entre la cantidad de calor producida, simbolizada por la letra Q (Q es un símbolo habitual para el calor) era igual a la cantidad de agua expresada como su masa, m, multiplicada por el cambio (que se simboliza con la letra griega Δ, delta) de la temperatura, T; con lo que llegaba a la expresión: Q = m·ΔT.