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3. EL VAPOR Y LA ENERGÍA
3.7 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Vamos a describir el desarrollo de los conocimientos teóricos de las máquinas de
vapor, y por tanto de la termodinámica, en base a las aportaciones de sus principales
descubridores.
SADI CARNOT
Todo el desarrollo que hemos comentado se produjo sin el menor conocimiento
teórico del proceso térmico. Se creía en la existencia del calórico y no se conocían
los calores específicos ni los de cambio de estado. En ese contexto, en 1824, el
ingeniero y físico francés Sadi Carnot escribió un libro titulado “Reflexiones sobre
la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta
potencia”, que constituye la primera teoría básica de la máquina de vapor. El libro
era casi incomprensible para los técnicos de la época y pasó desapercibido.
El que se escribiese en Francia, cuando casi todo el desarrollo industrial, como
hemos comentado, se había producido en Inglaterra, pone de manifiesto que las
grandes aportaciones de la ciencia se deben a personajes singulares que aparecen
en cualquier lugar.
Hasta entonces la preocupación de los constructores de máquinas era mejorar el
rendimiento con mejores ajustes entre las partes móviles, mayor presión de vapor,
mejores transmisiones, etc. Pero sin que se analizase lo que ocurre después de la
apertura de las válvulas de la salida del vapor.
Se inicia el libro con una exposición sobre la importancia de las máquinas de vapor,
indica que “Parecen destinadas a producir una gran revolución del mundo civilizado.”
Alude al efecto que han tenido para la extracción del agua de las minas de
hulla y de hierro, que ha permitido asegurar su funcionamiento, así como para “la
navegación segura y rápida de los buques de vapor que puede contemplarse con
un arte totalmente nuevo y que ha permitido el establecimiento de comunicaciones
rápidas y regulares”.
Lo interesante de su trabajo es que planteó, no un análisis concreto de las máquinas
de vapor que se estaban construyendo en aquel momento, sino un planteamiento
científico para analizar, de modo general, los problemas de transformación calor/
energía en su mayor amplitud. El libro no aludía a experimentos concretos, ni tenía
un desarrollo matemático importante sino que teorizaba, teniendo como objetivo
buscar las leyes que regulan el funcionamiento de una máquina térmica ideal.
Su gran aportación fue plantear que la potencia motriz del calor depende del salto
térmico entre los estados caliente y frío del proceso, cuando los ingenieros de su
época consideraban que la presión era la variable relevante del proceso. Este concepto
es lo que se denomina Principio de Carnot.
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