Hoy puedo alegrarme de poder poner ecuaciones en el blog. La Wikipedia tiene una amplia lista de ecuaciones de estado de los gases, y las tiene como imágenes, seguramente obtenidas del Látex. Podré ilustrar el post de hoy como a mi me gusta. Y espero encontrar pronto otras formas de traer aquí ecuaciones. He oído hablar de foros donde se usa Látex, investigaré si puedo usarlos para crear imágenes que luego inserte aquí. Procedamos a una explicación de física:
La física se dedica a estudiar el mundo que nos rodea, el universo observable, e incluso el no tan observable como el cuántico. Todo lo que la física hace es aplicar modelos matemáticos, los cuales si más menos se ajustan con la realidad terminan por convertirse en leyes físicas. Pero es un error creer que el universo tiene leyes, tenerlas propiamente no las tiene. Los físicos construyen leyes basadas en experiencias observables y reproducibles por las cuales parece regirse el entorno que nos rodea, leyes que más o menos se ajustan a lo observable.
En bachillerato se habla con frecuencia de la ley de los gases ideales y de la famosa ecuación de estado del gas ideal:
Que resulta solo sirve para gases ideales, para gases reales funciona bien para el helio, aunque aun así presenta pegas, para el resto de gases solo sirve según recuerdo a presiones pequeñas y temperaturas lejanas de la temperatura crítica del gas. Por ello se inventó otra ecuación mejor, la ecuación de Van der Waals:
Se ajusta mucho mejor, trata a las partículas gaseosas como si tuvieran un volumen, agrega un termino que considera las interacciones moleculares. Esta ecuación fue llamada ley de Van der Waals de los gases. Pero aun así presentaba pegas cuando nos alejamos de los equilibrios líquido-gas, y hubo que probar con más como por ejemplo de la Ecuación de Redligh-Kwong:
Funciona mejor que la de Van der Waals, pero presenta pegas al aplicarla a equilibrios líquido-gas. Salieron nuevas ecuaciones a las que se podría definir como leyes dado sus intervalos de aciertos. Ecuación de Soave:
Ecuación de Peng-Robinson:
Por último la que es bastante buena, pero no tiene fin es la del Virial:
Todos sus coeficientes se determinan experimentalmente, y son dependientes del tipo de gas estudiado.
Las leyes físicas son aproximaciones de la realidad. Aquí no hay una naturaleza inteligente, una naturaleza matemática, o un diseño que se rija por leyes matemáticas. Lo que hay y existe es una realidad que intentamos describir como buenamente podemos con todos los recursos a nuestro alcance. La física teórica elabora modelos matemáticos de nuestro universo o de la naturaleza, la física experimental comprueba si realmente la naturaleza se ajusta o no, comprueba y demuestra las teorías.
Para mi lo más bonito en las ciencias físicas es la elaboración de modelos matemáticos que describan la realidad, cuando estos modelos no funcionan fuera de los intervalos de aplicación del modelo, o aun dentro de los mismos, la cosa se pone igualmente fascinante y es ahí cuando vienen las preguntas que nos llevan a buscar que es lo que falla o que es lo que falta o nos sobra. Incluso podemos llegar a pensar que es el momento de buscar otros modelos para las nuevas explicaciones y observaciones.
