¿Qué es la entropía?

Vamos con otra pregunta que llegó a mi correo:

JESÚS;
QUE ES LA ENTROPIA?, PORQUE TODO PROCESO GENERA ENTROPIA?, SI BIEN PUEDE GENERARSE,PORQUE NO PUEDE DESTRUIRSE?
FELICIDADES POR TU BLOG BASTANTE INTERESANTE, MAS INTERESANTE SI TU PUBLICACION FUESE MAS INTENSA
SALUDOS

JOSÉ LUIS GONZALEZ QUINTERO

SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO

Antes de nada agradecerte José Luis no sólo tu pregunta, sino también tu sugerencia. Tomo nota!

Ahora vayamos con la entropía. Para andar por casa podemos decir que la entropía mide el desorden de un sistema. Por lo tanto, un sistema estará más desordenado cuanta más entropía posea. Según el 2º Principio de la Termodinámica:
La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse con el tiempo.

Esto significa, que cualquier sistema o proceso, dejándolo libremente, es decir, con su evolución natural tiende a desordenarse, a aumentar su entropía. Pongamos un ejemplo. Si tú abres una baraja de cartas nueva (con todas sus cartas ordenadas) y la lanzas al aire, las cartas se esparcirán por el suelo y se desordenarán. Lo que nunca pasará será que lanzando las cartas desordenadas acaben ordenadas.

En teoría, existen procesos reversibles, en los que el incremento de entropía sería nulo. Pongamos por ejemplo la expansión lenta de un gas a temperatura constante. En estos procesos, el calor desprendido/absorbido es igual al trabajo realizado. Pero esto es sólo en condiciones ideales, ya que en la realidad, existen pérdidas por rozamiento, imperfecciones,... que hacen que el trabajo necesario para llevar el gas a su estado inicial sea mayor, siendo el proceso irreversible. Ese rozamiento, por ejemplo, conllevará un desprendimiento de calor al exterior, aumentando la entropía global.

En resumen, la entropía no puede destruirse, sólo puede crecer, ya que en la práctica todos los procesos del universo son irreversibles.

Espero con ésto haber resuelto tu duda. En caso de no ser así o que quieras profundizar más en el tema, no dudes en decírmelo.

Un saludo!

¿Cuándo cae la Semana Santa?

Este año, la Semana Santa ha caído muy tarde. Aquí en España al menos se nos ha hecho eterno ya que no hemos tenido ningún día festivo desde Navidades. Y, ¿por qué ha sido así? ¿Por qué no cae todos los años en el mismo día? ¿Por qué siempre hay luna llena en Semana Santa?

La causa es que la fecha del Domingo de Resurrección no se fija de acuerdo al calendario greogoriano (el que usamos todos los días), sino al calendario lunar. La Iglesia Católica sigue usando el mismo calendario que utilizaban aquel entonces los judíos. Concretamente, el Domingo de Resurrección es el primer Domingo después de la primera luna llena tras el Equinoccio de Marzo. ¿Cómo???? jajaja.

Como esta frase es difícil de digerir vamos a ir por partes, jeje. Un Equinoccio es el momento del año en que el día dura lo mismo que la noche. Cada año hay dos: el de Primavera y el de Otoño; que marcan el paso del Invierno a la Primavera y del Verano al Otoño, respectivamente. En el Hemisferio Norte, el Equinoccio que tiene lugar en Marzo es de Primavera, mientras que en el Sur es de Otoño. Esto ocurre el 21 de Marzo, más o menos.

Pues bien, el Domingo después de la primera luna llena tras del 21 de Marzo es Domingo de Resurrección. Por ese motivo durante la Semana Santa tendremos una gran luna llena en nuestro cielo.

Esto no siempre ha sido así. De hecho, los primeros cristianos celebraban la resurrección en diferentes días. Los cristianos de origen judío la celebraban justo después de la Pascua judía, mientras que los de origen gentil, preferían celebrarlo el Domingo siguiente a la Pascua. No fue hasta el año 325, en el Concilio de Nicea, que se unificaron y se concretó el método actual. Aún así, la cosa dio bastantes más quebraderos de cabeza. Si alguno está interesado os dejo este link, donde brevemente se explica la historia de la Semana Santa.

Por mi parte, sólo queda desearos una feliz Semana Santa!



PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Lo cierto es que la Iglesia no sigue estrictamente esta norma y el Domingo de Resurrección no cae donde debería. En esta página se describen las reglas exactas utilizadas y aquéllos años que han sido excepción.

¿Qué pasa si se rompe el cable del ascensor?

Hace un tiempo me llegó la siguiente pregunta al mail:

Hola Jesús,

El otro día charlaba con unos amigos que ocurriría si al estar en un ascensor de repente se rompiera la cuerda y el ascensor, contigo dentro, cayera libremente. Ya se que no es una situación muy realista pero al final acabamos en una discusión sobre física.

Pongámonos en la situación de que el ascensor está parado y de repente se rompe la cuerda. Obviemos la fuerza de rozamiento. Las opiniones de mis amigos y mía se agrupan en dos vertientes:

- Los que piensan que la persona dentro del ascensor se golpearía la cabeza contra el techo de éste (o al menos se despegaría del suelo), basándose en la tercera ley de Newton (acción-reacción). Tras esto ambos caen con la misma velocidad, pues la masa no interviene.

- Los que piensan que en ningún momento la persona se despega del suelo del ascensor, basándose en el hecho de que si la persona estuviera fuera del ascensor, ambos empezarían a caer a la vez y de hecho llegarían al suelo a la vez pues la velocidad de caída es la misma.

Como ves, ambas coinciden en el aspecto de la velocidad de caída (y en que la galleta sería considerable) pero diferimos en qué ocurre en t=0. Por otra parte, ¿tiene algún efecto relevante el rozamiento del aire (pongamos que el ascensor no choca con las paredes)?

Se me ocurrió como caso parecido una lanzadera de un parque de atracciones, en la que siempre te chocas con las sujeciones y te despegas ligeramente del asiento, pero tengo la duda de si estas lanzaderas caen sólo por el efecto de la gravedad o si son extra-aceleradas.

Muchas gracias por resolvernos tantas dudas en tu blog. Un saludo,

Pablo

Como bien dice, Pablo, es una situación poco realista ya que los ascensores modernos tienen dispositivos de seguridad que impedirían la caída. Pero supongamos lo que dices, que no hay aire y que el ascensor está en reposo. Al quitar el aire del problema, la cosa se simplifica bastante. La única fuerza (y aceleración) sobre el ascensor es la gravedad por lo que, tanto el ascensor, como nosotros (que vamos dentro), tendremos lo que en el cole se llamaba movimiento uniformemente acelerado. Cada vez iremos más y más deprisa sin llegar a una velocidad límite.

Por otro lado, y como bien dices, sabemos de otra entrada (en el vídeo) que todos los objetos caen con la misma velocidad independientemente de la masa. Por ese motivo estabais acertados al coincidir en que tanto el ascensor, como la persona, caen a la misma velocidad.

¿Qué pasaría en t=0? Si los dos están quietos, sin ninguna aceleración (pues sus pesos se compensan con la normal y la tensión del cable), las condiciones iniciales de ambos son las mismas. Y si el cable se rompe instantáneamente (la tensión y la normal pasan a valer 0 instantáneamente), el movimiento que siguen ambos es el mismo, donde la única aceleración es la gravedad. Podríamos decir que el hombre tendría sensación de "ingravidez". Pero, el hombre nunca llega a despegarse del suelo a no ser que se impulsara y comenzara a flotar. Estaría siempre en contacto, pero sin ejercer fuerza sobre él.

El hombre, por supuesto sentiría como si se despegara, ya que deja de sentir su peso contra el suelo, pero no sale despedido contra el techo. Todo esto, claro está, sólo vale bajo las condiciones que has puesto.

Pues creo que eso es todo. Ya tenéis tema para el café, jeje Aprovecho para despedirme de vosotros hasta la vuelta de las vacaciones de Semana Santa.

Un saludo!

¿Por qué no se cae la torre Pisa?

¿Sinceramente? Pues porque tiene cimientos. Pero imaginemos por un momento que no estuviera anclada al suelo, sino que simplemente se posara. ¿De qué depende que se caiga algo o que no? ¿Por qué no vuelca?

Todo depende de la posición del centro de gravedad. ¿Y eso qué es? El centro de gravedad de cualquier objeto, es un punto imaginario sobre el que actuaría el peso del objeto (en grandes rasgos). Pues bien, siempre y cuando la vertical del centro de gravedad se encuentre dentro de la base de la torre, ésta no volcará.

La manera más sencilla de encontrar el centro de gravedad de un objeto es usar sus simetrías (siempre que las tenga, claro!) Para ello, trazando las diagonales de la torre, de forma aproximada vemos que el centro de gravedad cae más o menos donde indica el punto rojo.

Pues mientras la vertical (en azul) de ese punto rojo se encuentre dentro de la base de la torre (su "sombra" caiga dentro de la base), la torre no volcará. Podemos ver que conforme se vaya inclinando, la vertical del centro de gravedad se irá acercando al límite de la base. ¿Cual sería el caso límite? Pues el de las Torres KIO por ejemplo:

En este caso, vemos que el centro de gravedad cae justo sobre la viga vertical. Por lo que, de no estar cimentada, estaría a puntito de caerse.

La posición del centro de gravedad nos puede llevar a ver cosas tan paradójicas como el típico juguete del pájaro que se sujeta por el pico y no se cae. En este caso, las puntas de las alas compensan el peso del pájaro y sitúan su centro de gravedad justo en la punta (justo en el punto de apoyo!).

Pues eso es todo por mi parte. Sigo animándoos a escribir vuestras dudas y curiosidades a los.porques@gmail.com.

Nota: En este artículo no he distinguido centro de masas, de gravedad y geométrico; abogando por la sencillez de comprensión. A su vez, para el cálculo del centro de gravedad aproximado de la torre de Pisa, ésta se ha supuesto homogénea.

Siempre es un buen momento, pero hoy más!

Siempre es un buen momento para mirar a la Luna. Quizás vivimos ajenos a la gran belleza que noche tras noche nos regala la naturaleza. Pero, ¡ahí está! ¿Y por qué especialmente hoy debemos alzar nuestros ojos al cielo?

Hoy, se va a dar un hecho que sólo se repite cada 18 años!! Hoy coincide que hay luna llena en el momento de máxima aproximación de nuestro satélite a la Tierra. No sé si sabréis, que la órbita que describe la Luna alrededor de la Tierra es elíptica. Por ese motivo, hay un punto en el que la Luna está más lejos de la Tierra (apogeo) y otro en el que está más cerca (perigeo). La diferencia es de 50000km, lo cual, aunque parezca mucho, no es tanto.

Con motivo de este acercamiento, la Luna parecerá un 14% más grande de lo normal y mucho más brillante. Lo astrónomos recomiendan verla en los primeros momentos de la noche, cuando la Luna está cerca del horizonte. Al parecer, y debido a algún efecto óptico no muy bien entendido, cuando la Luna está baja, es cuando nos parece más grande.

Por lo que he leído en los medios, circula por la red una serie de previsiones catastrofístas para esta noche. No más lejos de la verdad, las mareas y cualquier efecto de la Luna sobre la Tierra, no serán significativamente diferentes a otros días. Así que no os alarméis, y sobre todo, no os dejéis engañar!

Para terminar un vídeo de la NASA, donde se explica todo lo anteriormente relatado. Aunque está en ingles, está subtitulado y se entiende muy bien.

Sí fuimos a la Luna

¿Por qué no había un cráter debajo de la nave?
¿Por qué no se ven las estrellas en las fotos?
¿Por qué sólo se ha ido una vez?¿Y por qué no se ha vuelto?
¿Por qué ondeaba la bandera si no hay atmósfera?
¿Por qué no podemos observar los módulos lunares con un telescopio?

Cada vez me encuentro más gente (científicos e ingenieros incluidos) que ponen en duda o no están plenamente seguros de que el hombre llegó a la Luna. Todo por culpa de unos rumores y conspiraciones en contra de uno de los hechos científicos más importantes de la historia de la humanidad. Basta que alguien enuncie alguna de las anteriores preguntas; para que tiemble todo su saber y se ponga en entredicho una evidencia. Nadie se preocupa en investigar un poco más, en ir más allá y averiguar la verdad o las causas.

El otro día me terminé un libro escrito por un compañero blogger, donde anaiza 50 preguntas de esta índole y les da respuesta. Se titula: "La conspiración lunar, ¡vaya timo!" y sin duda os lo recomiendo. Está escrito de una manera didáctica y con un lenguaje cercano, como el que solemos utilizar aquí, para que todos lo puedan entender.

La cosa es que leyendo este libro me dí cuenta de la cantidad de hipótesis, absurdas si uno se para un poco a pensarlas, que la gente hace con tal de tumbar un hecho: se llegó a la Luna.

Para no alargar, no voy a reproducirlas todas (si alguien tiene alguna concreta que la comente y la analizamos). Lo que sí voy a hacer es presentar pruebas irrefutables de que sí que llegamos a la Luna:Para empezar las miles de fotos que se realizaron, donde se puede ver que el hombre sí estuvo allí. Es curioso cómo no dudamos de que Obama sea el presidente de EEUU (a pesar de no haberle visto nunca), pero sí de este acontecimiento. Por cierto, la NASA ha hecho todas públicas y las podéis encontrar aquí.

En los vídeos de los paseos lunares se puede observar un lugar sin atmósfera: la bandera no ondea, y el polvo levantado por los pies al andar cae rápidamente (en la Tierra quedaría suspendido en el aire). Esto no se puede reproducir en ningún laboratorio.

Es muy famoso el experimento realizado por el astronauta Scott del Apollo XV en el que se puede ver cómo un martillo y una pluma caen con la misma velocidad. Esto que parece tan simple, lo predijo Galileo hace muchísimos años, pero no ha podido comprobarse hasta que el hombre llegó a la Luna. Este notable retraso es debido a que se necesitaba un lugar estanco, sin aire (al vacío), lo suficientemente grande como para llevarlo a cabo.

En el anterior experimento y en todos los vídeos, se observa cómo la aceleración es mucho menor a la de la Tierra. El martillo tarda más de 1s en llegar al suelo, y en todos los vídeos los astronautas van dando botes por la superficie lunar. Esto, al igual que lo anterior, es imposible de simular.

Se han traído más de 300 kg de rocas lunares. ¿Y quién me asegura que son de la Luna? Pues sus microporos, por ejemplo, muestran que se formaron con una gravedad mucho menor a la terrestre. Por otro lado, los geólogos analizando su antigüedad descubrieron que eran mucho más antiguas que cualquier roca terrestre. Al no haber atmósfera, ni erosión, en la Luna, estas piedras se han conservado intactas durante millones de años, mientras que en la Tierra hace mucho que desaparecieron.

El argumento más plausible, para mi, es lo que la NASA ha considerado el objeto más importante que se dejó en la Luna. Se trata ni más ni menos de unos espejos orientados hacia la Tierra. Estos espejos han sido utilizados (y lo seguirán siendo) durante décadas para medir con precisión la distancia de la Tierra a la Luna. Multitud de universidades y centros, han estado apuntando con lásers a estos espejos y, midiendo el tiempo de retorno, calculaban la distancia con precisión de centímetros! Parece increíble que hoy en día se sigan utilizando experimentos que se dejaron en la superficie de la Luna hace 40 años.

Por último, no creéis que si todo fue un montaje, lo rusos habrían sido los primeros interesados en desmontarlo. Ni uno se ha quejado ni puesto en duda el triunfo de EEUU. Aceptaron su derrota en la carrera espacial. Es triste que los principales "conspiradores" surjan de tu propio país: EEUU.

Antes de terminar, una noticia que, aunque se ha publicado hoy, es bastante antigua como podéis comprobar aquí. En ella nos enseñan fotos de los lugares de alunizaje y se ven claramente los módulos de descenso.

Sinceramente, quien quiera entender que entienda. Aquí sólo he detallado algunos de los argumentos irrefutables (a diferencia de los que intentan desbancar este hecho), pero hay muchos más. Para quien quiera indagar un poco más, a parte del libro, os recomiendo este documental para cuando tengáis tiempo. Aquí también se desmienten muchas de las teorías de la conspiración y está explicado todo de una manera muy sencilla.

Y como sé que alguno aún está dando vueltas a las preguntas del principio, aquí van las respuestas:

Para terminar quisiera animaros a ser críticos en la vida, a tener juicio y no creerse uno todo lo que digan los demás. Por supuesto sé que mucha gente no estará de acuerdo con lo escrito aquí, así que os recuerdo que para eso tenemos los comentarios, para crear debate. Toda opinión será bien recibida. Y ya puestos podéis estrenar las cuentas de Facebook y Twitter!

¿Por qué podemos ver el pasado mirando las estrellas?

De vez en cuando aparecen en las noticias titulares del estilo: "Científicos descubren una estrella que explotó hace 1500 años". ¿Y cómo lo saben si no estaban allí? Y es que, los astrónomos parecen estar empeñados en subir al espacio cada vez telescopios más y más potentes que les permitan mirar más y más lejos. ¿Por qué ese afán? ¿Por qué quieren mirar tan lejos?

(Telescopio espacial Hubble)

No es que se hayan aburrido de las estrellas más cercanas, ni que se las sepan de memoria, no. Lo hacen porque mirando tan lejos puedes ver el pasado. ¡Así es! Y esto no es nada nuevo, no os vayáis a pensar que se ha descubierto una máquina del tiempo o algo por el estilo. Fijaros que yo no he dicho viajar al pasado, sino ver el pasado. Como se suele decir, el espacio es una ventana hacia el pasado.

Vamos a explicarlo un poquito. Seguramente habréis oído, que un truco casero para saber a qué distancia ha caído un rayo, es contar los segundos desde que lo ves, hasta que oyes el trueno, y dividir entre 3. El sonido viaja rápido (a uno 340 m/s), sin embargo la campeona de las velocidades es con mucho la luz (300.000 km/s!!). Por este motivo, si un rayo cae a 1km, lo veremos casi instantáneamente, mientras que el trueno (el sonido) tardará 3 segundos en llegar a nosotros. El sonido, a pesar de ser rápido, en grandes distancias no es lo suficiente y tarda un tiempo en llegar a nuestros oídos.

Pues lo mismo pasa en el espacio con la luz. La luz, que era la superchampion de la velocidad, en la inmensidad del espacio, se queda corta. Las distancias son tan tan grandes, que hasta la luz sufre ese retraso hasta que llega a nuestros ojos. Si recordáis la anterior entrada de ¿Por qué no se puede superar la velocidad de la luz?, contábamos que un año luz, no es una medida de tiempo, sino de longitud (en concreto es la distancia que recorre la luz en un año). Cuando decimos que una estrella está a 4 años luz, significa que la luz que proviene de ella ha tardado 4 años en llegar hasta nosotros. Por lo tanto, al mirar a esa estrella, lo que estamos viendo, lo que llega a nuestros ojos, no es lo que ocurre en la actualidad allí, sino lo que pasó en esa estrella hace 4 años. ¡Estamos viendo el pasado!

Extrapolando esto, si observamos una estrella que se encuentra a un millón de años luz, estamos viendo cómo era el universo hace un millón de años!! De ahí viene el interés de los astrónomos por mirar tan lejos. De cara sobretodo a investigar el origen del universo y cómo fueron sus primeros pasos, esta técnica se hace muy necesaria.

¿Y el récord? Pues creo que por ahora está en ver lo que ocurrió hace 13 mil millones de años. ¡Ahí es nada!

Recordaros que podéis dejar vuestras preguntas en los comentarios o bien escribir a: los.porques@gmail.com.

ACTUALIZACIÓN: La NASA publicó hace unos días el récord del Hubble: 13.2 mil millones de años!!