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Ignacio CrespoFrancis VillatoroBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetJosé Edelsteinentropía trabajo útil experimentosleyes fenomenológicas termodinámicafísica termodinámica siglo xixsiglo XIXFrancis VillatoroTeorema de JansiskyKruxSaguadaUedaCypherBaratoNature
Entropía trabajo útil experimentos
Ep576: Entropía; Neandertales; Tesla; Exoplaneta; Agujeros Negros; Eirenesfera
22 de octubre de 20268 momentos
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Francis Villatoro continúa explicando el origen de la termodinámica, detallando cómo conceptos como entropía y energía libre fueron introducidos intuitivamente a través de experimentos.
…del siglo XX se creó la termodinámica, que era la rama de la física que estudiaba el funcionamiento de los motores y, en general, de los sistemas macroscópicos, e introducía una serie de conceptos que se introducían de manera intuitiva, conceptos como calor. Como entropía, trabajo útil, energía libre, entalpía, etcétera, etcétera, temperaturas. Eran conceptos intuitivos y se introducía una serie de leyes obtenidas fenomenológicamente a partir de experimentos para describir esos objetos. Fue ya a finales del siglo XIX cuando se descubrió que la termodinámica se podía enmarcar dentro de la física. Estadística que podíamos considerar una descripción probabilística estadística de un sistema macroscópico en equilibrio de tal manera que podíamos asociar al comportamiento promedio de gran número de elementos, por ejemplo átomos, moléculas, etc., en…
Significado #2 · Palabras #1
Francis Villatoro continúa explicando el origen de la termodinámica, detallando cómo conceptos como entropía y energía libre fueron introducidos intuitivamente a través de experimentos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #1entropía trabajo útil experimentosleyes fenomenológicas termodinámicafísica termodinámica siglo xix…del siglo XX se creó la termodinámica, que era la rama de la física que estudiaba el funcionamiento de los motores y, en general, de los sistemas macroscópicos, e introducía una serie de conceptos que se introducían de manera intuitiva, conceptos como calor. Como entropía, trabajo útil, energía libre, entalpía, etcétera, etcétera, temperaturas. Eran conceptos intuitivos y se introducía una serie de leyes obtenidas fenomenológicamente a partir de experimentos para describir esos objetos. Fue ya a finales del siglo XIX cuando se descubrió que la termodinámica se podía enmarcar dentro de la física. Estadística que podíamos considerar una descripción probabilística estadística de un sistema macroscópico en equilibrio de tal manera que podíamos asociar al comportamiento promedio de gran número de elementos, por ejemplo átomos, moléculas, etc., en…
Francis Villatoro explica el origen de la termodinámica estocástica, una rama de la física estadística que aplica conceptos como temperatura y entropía al comportamiento de átomos individuales.
Habla: Francis VillatoroPalabras #19termodinámica estocástica física estadísticatemperatura entropía átomo individualtrayectoria átomo interacción baño térmicofrancis villatoro termodinámica estocástica…un entorno, está rodeada de un sistema que sí es macroscópico y sí me permite definir estas propiedades, calor, trabajo, etc. Entonces el baño térmico es el responsable del movimiento irregular de esta partícula pero además me permite extender esos conceptos. Al comportamiento de la partícula y así nació una rama de la termodinámica, de la física estadística, de la termodinámica que se llama la termodinámica estocástica. La termodinámica estocástica pretende usar conceptos como temperatura, calor, entropía, energía libre, trabajo, pero aplicado a una trayectoria. Es decir, a un átomo le aplicamos el concepto de calor, pero en realidad lo que estamos es aplicando un concepto equivalente al calor a la trayectoria que sigue ese átomo cuando está interaccionando con un baño térmico. Entonces, esto a principios del siglo XX era como la Termodinámica a principios del siglo XIX. Todo esto eran palabras, maneras fenomenológicas de entender resultados observacionales, pero no había una base realmente matemática, rigurosa, que nos explicara cómo extender estos conceptos. Porque ya os digo, el…
Francis Villatoro explica cómo, a pesar de desconocer los detalles moleculares de ciertos procesos celulares, se pueden analizar mediante modelos termodinámicos utilizando conceptos como calor, entropía y trabajo útil.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #2modelos termodinámicos procesos celularescalor entropía trabajo útil moléculasvariables ocultas experimentador transferencias energíadisipación molecular información villatoro…los detalles. Sin embargo, yo puedo utilizar una formulación estadística, física, matemáticamente rigurosa para entender ciertos procesos que ocurren en las células, por ejemplo, gracias a asociar información a los procesos desconocidos que ocurren. es decir, hay unas variables ocultas a las que no tiene acceso el experimentador pero que sabe que existen que hacen que haya transferencias de energía por ejemplo grupos químicos etcétera entre moléculas pero que como yo no sé realmente qué moléculas están implicadas ni qué grupos son yo hago un tratamiento termodinámico de la información y utilizo ideas como calor, entropía, disipación, Trabajo útil, etc. En un contexto puramente muy complicado en el que yo No conozco los detalles. Ignorando los detalles, yo puedo usar eso. Eso es lo que se hacía a principios del siglo XIX con la termodinámica, y todo esto se ha ido ya en la década de los 90, ya definiendo de maneras bastante rigurosas. Y tenemos definiciones…
Francis Villatoro explica cómo la información genera trabajo útil en el contexto de la termodinámica estocástica y comenta sobre la importancia de ser preciso al usar terminología científica.
Habla: Francis VillatoroPalabras #17información genera trabajo termodinámica estocásticatrabajo estocástico calor estocástico temperatura estocásticaterminología científica precisa francis villatoro…pero todavía se está trabajando en ello y se están haciendo muchos experimentos en mesoescala para intentar clarificar realmente cómo se pueden extender estos conceptos y hay alguna que otra definición de algunos de estos conceptos Entonces cuando hablamos, Por ejemplo, de que la información genera trabajo o trabajo útil, lo que estamos diciendo realmente es: la información en el sentido de la termodinámica estocástica genera trabajo en el sentido de la termodinámica estocástica. O decir trabajo estocástico o calor estocástico o temperatura estocástico; pues cuando tienes un artículo en lo que tienes que decirlo todas las veces que aparece y cada una de esas palabras te aparece muchas veces, pues lo omites. Todo el mundo lo entiende, todo el mundo lo entiende. Y los divulgadores que no se dan cuenta es su problema, el problema de los divulgadores que no saben de qué hablan. Aquí es un punto clave que me gustaría dejar muy claro Cuando se divulga este tipo de temas hay que dejar muy claro que estos conceptos microscópicos asociados a la trayectoria del sistema microscópico son conceptos con una definición diferente al concepto en…
Francis Villatoro explica cómo se puede obtener trabajo útil en el sentido tradicional, refiriéndose al sistema macroscópico donde las interacciones le roban propiedades como calor, entalpía y entropía.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4trabajo útil sistema macroscópicointeracciones roban entalpía al sistemasistema macroscópico asociado a palabrascuidado con trabajo sistemas microscópicos…a su equilibrio, eso puede dar lugar a un trabajo útil. Claro, porque da lugar una diferencia de calor, una transferencia de calor, una diferencia de temperatura y esa diferencia de temperatura la puedo aprovechar en un motor para producir trabajo útil. Claro, pero a eso me refiero, ¿se puede entonces conseguir trabajo en el sentido tradicional de la palabra? Sí, en el sentido tradicional de la palabra es cuando te refieres al sistema macroscópico En el sistema macroscópico sí, es decir, estas interacciones le roban estas propiedades, calor, entalpía, entropía, etc. al sistema macroscópico y entonces modifican el sistema macroscópico y el sistema macroscópico podemos asociar las palabras de toda la vida a ese sistema macroscópico Pero cuando hablamos de trabajo en estos sistemas microscópicos hay que ser muy cuidadosos y Ver exactamente en este experimento exactamente qué se define por trabajo, qué se define por información porque en este experimento concreto eso tiene un contexto muy concreto y ese contexto es lo que a veces se olvida y se simplifica todo. En este…
Francis Villatoro describe los avances significativos en la relación entre entropía y trabajo útil, mencionando teoremas matemáticos y trabajos de diversos investigadores.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #3teorema de jansisky entropía trabajo útilrelaciones krux entropía termodinámicatrabajos saguada ueda relación incertidumbrebarato cypher química biología…por trabajo, qué se define por información porque en este experimento concreto eso tiene un contexto muy concreto y ese contexto es lo que a veces se olvida y se simplifica todo. En este experimento es un artículo que se ha publicado en el siglo XXI, se han Hecho muchos avances, sobre todo en la relación entre la entropía y el trabajo útil, y hay una cantidad importante de teoremas, resultados matemáticos famosísimos; yo que sé, el teorema de Jansisky o las relaciones de Krux o los trabajos de Saguada y Ueda, o los trabajos de Cypher, etc. Hay hasta relaciones de incertidumbre termodinámicas, las de Barato y Cypher. Este campo es un campo enorme en el que está trabajando mucha gente y que está dando un lenguaje que ahora en esta década se está empezando a extender a otras ramas, a la química, a la biología y puede tener futuro. Entonces, uno de los temas que se ha trabajado muchísimo aquí ha sido el tema de la información y cómo asociamos la información. Bueno, la manera más sencilla de asociar información a este tipo de sistemas es tener en cuenta la memoria: si hay memoria o no…
Francis Villatoro explica que el fenómeno observado no puede ser clasificado como información, calor, trabajo, temperatura o entropía, sino que se trata de conceptos estocásticos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5fenómeno observado conceptos estocásticosinformación estocástica según francis villatorocalor estocástico definición precisatemperatura estocástica análisis detallado…os digo, la información no está en la partícula. Cualquiera que vea la partícula dirá: pues yo no veo ninguna información. No, no, la información está en las medidas de la velocidad dentro del pozo de potencial y ese umbral de ultraizquierda que yo he puesto. ¿Veis que esto es una cosa que si te la cuentan y no te dicen nada de que esto ni es información, ni es calor, ni es trabajo, ni es temperatura, ni es entropía, es otra cosa? ¿Vale? Que se llama información estocástica, que se llama calor estocástico, que se llama temperatura estocástica, que se llama entropía estocástica. Es otra cosa aplicada a este tipo de sistema, porque lo estoy mirando en las trayectorias, pero bueno, se ha encontrado que, entre comillas, el trabajo útil estocástico observado en este cambio en la trayectoria, en estas transiciones, cuando el tiempo de las…
Francis Villatoro explica que los resultados obtenidos en el experimento, publicados en Nature, tienen una utilidad importante: ayudar a redefinir la termodinámica estocástica aplicada a sistemas no marcovianos.
Habla: Francis VillatoroPalabras #9termodinámica estocástica sistemas no marcovianosresultados experimento publicados natureredefinir termodinámica estocástica villatoro…cuando el tiempo de las dos medidas es menor que el tiempo de relajación, es hasta el máximo que se ha obtenido; es tres veces mayor que si no hay efecto memoria. Entonces, bueno, eso se considera un resultado relevante y se ha publicado en Nature. Physics Pero, ya os digo, ¿esto qué utilidad tiene? Lo importante es que esto nos va a ayudar a redefinir mejor, a moldear toda la matemática de la termodinámica estocástica aplicada a sistemas no marcovianos. Estos experimentos, este y muchos experimentos que vendrán, acabarán dándonos información de cómo definir de nuevo esos conceptos. En el que el sistema no se comporta de manera marcoviana y eso nos va a ayudar a, entre comillas, quizás diseñar mecanismos que sean útiles en tecnologías cuánticas. Todo esto es clásico, todo esto es completamente clásico; aquí no hay nada cuántico. Pero…