Termodinámica moderna

El campo de la termodinámica es la ciencia subyacente de la energía. El mundo de la termodinámica como tal revela las partes que la constituyen.

La energía contenida en los combustibles como el carbón, petróleo, madera o gas se puede convertir en funciones útiles como operación mecánica para mover un auto o moler una roca, y se puede usar para actividades térmicas como calentar y cocinar. Sin embargo, antes de que se pueda aprovechar la energía en los combustibles, se tiene que transformar. Estas transformaciones están regidas por las leyes de la termodinámica. Si bien estos combustibles permiten los servicios útiles, también causan contaminación y desperdicios.

Las leyes de la termodinámica proveen principios científicos clave o leyes físicas por las cuales la sociedad aprovecha (y desperdicia) la energía. La ciencia de la termodinámica se creó en los 1800 del deseo de aumentar el rendimiento de los primeros motores de vapor. Estos motores fueron aumentando de valor en Gran Bretaña justo después de la Revolución Industrial porque proveían potencia mecánica para las fábricas y molinos.

El surgimiento del método científico ayudó a la creación de más motores de vapor eficientes. Los inventores y científicos probaron sus teorías con evidencia empírica, conduciendo a una comprensión verdaderamente científica de los fenómenos observados. A medida que los trabajadores de las fábricas e inventores creaban modelos repetitivos de los primeros motores, los primeros científicos, como Thompson, Carnot, Watt y Joule, comenzaron a generalizar la evidencia del campo en la teoría, produciendo las leyes de termodinámica.

Tal y como lo dijo el prominente historiador de la ciencia Bruce Hunt, no está claro quién ayudó a quién más. Si bien el paradigma moderno de las innovaciones sugiere que los descubrimientos en el laboratorio conducen a mejores diseños de ingeniería en el campo, la relación histórica entre la termodinámica y el motor de vapor quizás sea al revés. En vez de ir desde la ciencia fundamental a un mejor motor, los pensadores que inventaban y mejoraban motores en las minas y fábricas hicieron que progresara la ciencia de la termodinámica más de lo que los científicos teóricos mejoraron los motores. Los ingenieros convirtieron el calor en movimiento antes de que la teoría científica pudiera explicar el fenómeno.