Calor específico del vacío, ¿existe?

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Calor específico del vacío, ¿existe?
« en: Viernes 16 Junio 2006 08:56:28 am »
Hola, no se si esta pregunta debe ir aqui pero ciertamente no se muy bien donde meterla.
La cuestión es que tengo el lunes examen de ecología y nuestro profesor( que está pinzado por cierto), nos preguntó esto mismo y como nadie supo responderle es pregunta de examen fijo.
Respecto a la pregunta yo diría que no ya que al haber vacío, la única forma de transmitir calor sería por radiación no?Yo diría que no tiene calor específico(no tiene moléculas ni nada que retengan el calor) pero no estoy seguro.¿ Que opinais vosotros?

Gracias ;)

Desconectado jseca

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #1 en: Viernes 16 Junio 2006 17:33:17 pm »
El calor específico es capacidad calorífica por unidad de masa, con lo que si hablamos del vacío, no tiene sentido.
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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #2 en: Viernes 16 Junio 2006 19:05:02 pm »
Infinito puede ser.
Es en el vacío donde mejor se propaga la energia no?
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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #3 en: Viernes 16 Junio 2006 19:10:43 pm »
mirando...he visto esto...y a lo mejor tu profe os quiere pillar..

"En la ubicación de la Tierra, el espacio exterior, el campo gravitacional y el falso vacío son Depósitos de Calor."

nu se, seguire mirando...

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #4 en: Viernes 16 Junio 2006 19:13:05 pm »
La transferencia de calor en el vacío sólo se puede producir por radiación, puesto que tanto la conducción como la convección requieren la presencia de un medio material.


y esto si te interesa te doy los enlaces por si te sirven..
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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #5 en: Viernes 16 Junio 2006 20:21:19 pm »
Como bien ha recordado jseca, calor específico (c') es capacidad calorífica por unidad de masa. Normalmente se define como:

"El calor específico es la cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve en un grado centígrado su temperatura."

Se puede responder a dicha pregunta según distintos criterios lógicos y "niveles".

- Es correcto decir que la capacidad calorífica no es un concepto aplicable al vacío, ya que éste no responde a ningún modelo clásico de material.

- También sería lógico decir que la capacidad es infinita, ya que al dividir el calor de una región vacía entre su masa, el cociente diverge a infinito (c' = Q/0). Sin embrago matemáticamente es "ilícito" dividir por cero (está prohibido), pero podemos suponer un infinitesimal de masa para el espacio-tiempo (por razones que luego diré)

- Por último, podríamos razonar, basándonos en teoría de campos (cuántica relativista) que el "espacio vacío" realmente no está vacío, sino que está repleto de partículas virtuales, de energía E = h/t, donde t es la vida media.

En este último caso, la masa de las partículas no cumple la relación de dispersion relativista, pero podemos hacer una estimación cualitativa: m del órden de E/c2.

Luego habría que saber si son bosones o fermiones para estudiar la relación entre energía y temperatura, para luego derivar C = dE/dT, dónde el calor específico sería: c' = C/m

c' = c2/E · ( dE/dT )

O si se prefiere:

c' =  c2/h ·  t · dE/dT         donde t es la vida media.  ;D

Esta fórmula no tiene "ninguna validez" pero cualitativamente nos justifica que la capacidad específica sea muy grande, ya que hay un factor c2/h que es del órden de 1050

______________________________

PD: A lo que se refiere en el contexto de la meteorología, la respuesta es la primera: ese concepto no es aplicable al vacío  ;D
« Última modificación: Viernes 16 Junio 2006 20:24:48 pm por vigilant »

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #6 en: Sábado 17 Junio 2006 18:23:57 pm »
Bueno, yo pienso que primero debemos pensar en el concepto de vacío, en el concepto tradicional, fuera de cuestiones sobre partículas subatómicas, bosones, adrones,neutrinos,  etc. como apunta vigilant. Creo que tu profesor se refiere al vacío como ese lugar que carece de átomos, que no de partículas mas pequeñas que el átomo.
Si consideramos el vacío como ese lugar sin la parte mas pequeña que forma la materia, el átomo, pues podemos decir que no existe calor específico, puesto que no hay materia, no hay átomos, y por tanto no podemos utilizar energia alguna para elevar la temperatura de nada.
Por otra parte, si como dice vigilant, tomamos en consideración partículas subatómicas, y entramos en las nuevas consideraciones científicas sobre cual es la parte mas pequeña de la materia, pues podemos decir que no existe el vacío absoluto, y por ello la pregunta no tiene sentido, y si existiera ese vacío real no tendría tampoco calor específico, como en el caso del vacío como lugar libre de átomos y por tanto de materia.

La cuestión es definir "vacío".
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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #7 en: Sábado 17 Junio 2006 18:41:50 pm »
¿existe el vacio?, y si existe, ¿que temperatura tiene? ¿el cero absoluto, -273 ºC?, ¿ese es el límite de verdad en el vacío absoluto?¿el vacío de verdad no sería" la nada", antes del principio del estado material?, ¿y de ser así, como podría existir algo,el vacio, en nada, si tampoco podia existir el tiempo?¿el vacio es algo o nada?,¿tiene espacio y tiempo el vacio?,¿y si lo tiene,ya no sería el vacío?, ¿y si no lo tiene, no existiría?, ¿o si?
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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #8 en: Sábado 17 Junio 2006 23:55:30 pm »
La temperatura del vacio no es de -273ºC o sea,0K,porque?porque segun el 3er principio de la termodinamica esa temperatura no se puede alcanzar(se ha llegado a los 0,6K),la temperatura del vacio,del espacio interestelar,es la correspondiente a la denominada radiacion de fondo,vestigio d ela gran explosion que formo el universo,el big bang,esa temperatura es de unos 3,5K

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #9 en: Domingo 18 Junio 2006 18:22:44 pm »
La temperatura del vacío es de unos 2'7K, que se corresponde a la radiación de fondo.

Se estima que, a medida que se espande el universo, éste seguirá enfriandose.

De todos modos, la capacidad del vacío es mucho más que esa temperatura, pues hay regiones del vacío en la que la temperatura es millones de Kelvin.

Por otro lado, el concepto de temperatura es estadístico, y preferiblemente aplicable a sistemas macroscópicos.

También se puede aplicar a sistemas cuánticos (normalmente también con muchas partículas: estadísticas de bose-einstein y fermi-dirac) pero si se aplica a sistemas acotados (por ejemplo el espin de los electrones), entonces la temperatura, tal y como se define en física estadística, puede ser negativa.

La temperatura, T, se define como la inversa de la derivada de la entropía con la temperatura:

1/T = dS/dE   (*)

La entropía, S, se define como el logarítmo de el número de microestados accesibles g(E), multiplicando por la constante de Boltzman, K:

S = K ln g(E)

Veamos, si tenemos un sistema de spines, estos puden estar o 'abajo' o 'arriba'. Si aplicamos un campo magnético podemos hacer invertir la población (si queréis os explico como). Al invertir la población el sistema gana energía al mismo tiempo que gana órden (pierde entropía), y por tanto la derivada dS/dE es negativa!!!! La temperatura negativa existe, según la definición termodinámica-estadística (*)

Realmente la temperatura está mal definida, lo que tienee realmente sentido físico en este caso es B = -1/T, de tal modo que B crece con la energía.

Pues sorprendentmente esto se comprobó experimentalmente: Se han conseguido temperaturas negativas de un sistema de spin de electrones (conseguir temperaturas negativas un gas es imposible, porque los niveles energéticos son no-acotados y no se puede invertir la población).

http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_temperature

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #10 en: Domingo 18 Junio 2006 18:32:05 pm »
Os pongo más referencias porque a mí me llamó mucho la atención cuando lo explicó el profesor.



http://www.av8n.com/physics/neg-temp.htm

Es decir, la temperatura no es más que un indicador de cómo varía la entropía (el desorden) en función de la temperatura.

En un sistema ordinario, como los materiales, la entropía cinética, rotacional y vibracional (no acotadas) de las partículas es dominantee frente a la entropía de spin, isospín, etc. (niveles acotados), por tanto, en un sistema macroscópico nunca se puede llegar a temperaturas negativas, y mucho menos a temperatura cero absoluto, ya que se necesitarían "infinitos pasos".

Cabe recordar que un sistema de energías negativas es energéticamente más "cálido" que uno de temperatura positiva,

http://it.wikipedia.org/wiki/Temperatura

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Re: Calor específico del vacío, ¿existe?
« Respuesta #11 en: Domingo 18 Junio 2006 23:49:19 pm »
Vale, muy bien, tenemos las explicaciones que da la ciencia, hay que decir que esos razonamientos están hechos de acuerdo con hipótesis respaldadas por la experimentación, fobos dice que es imposible llegar a los 0ºk (-273ºCº), por las reglas que impone la termodinámica, pero no sabemos que son  y como funcionan realmente sistemas termodinámicos, al igual que la mecánica cuántica que ni siquiera su propio padre la entiende, Feynman, premio nobel de física y especialista en mecánica cuántica dice que nadie entiende la cuántica. No es lo mismo entender una cosa que saberla.
En esos aspectos al igual que con todas la teorías, nunca sabremos si son realistas, siempre llega el día que un experimento desacredita una teoría mas que aceptada, la ciencia está hecha a conveniencia, nunca sabremos la verdad, y nunca sabremos que es el vacío, porque no se puede medir.
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