Definicion trabajo

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Re: Definicion trabajo

La transferencia de calor entre dos cuerpos que se ponen en contacto es intercambio del momento de sus particulas no?

No. Lo que marca que haya transferencia de energía en forma de calor es una diferencia en las temperaturas, y eso depende de la energía cinética media. Si tenemos contacto térmico entre dos cuerpos cuyas partículas tienen masas diferentes, la misma energía cinética media implica diferente momento, y aún así no hay calor.

Pero lo mejor es separar esa discusión al nuevo hilo de Entro sobre la diferencia entre calor y trabajo.

¿que hace que la fuerza sea menos fisica que la energia?.

No sé que quieres decir con "menos física". Lo que sí es cierto es que hay formulaciones de la mecánica que no necesitan para nada el concepto de fuerza (y de hecho, son las formulaciones más avanzadas que después se usan para pasar al mundo cuántico), pero no creo que te refieras a ello. En un contexto únicamente Newtoniano, yo personalmente no diría que una es "menos física" que la otra. Lo cierto es que ninguna de las dos se puede medir directamente (incluso los dinamómetros hacen una medida indirecta de la fuerza; lo que se mide directamente es una longitud).

Si yo calculo el trabajo, entonces este es una magnitud.

Yo, si quiero, puedo hacer el siguiente cálculo: coger el trabajo, dividirlo entre el momento angular y restarle el número siete (sería una operación dimensionalmente correcta). ¿Significa que tengo una magnitud física? Está claro que no, en Física hacemos las cosas por un motivo, y ese motivo se supone que tiene que ver con describir la realidad.

Es decir, yo puedo afirmar que el numero que obtengo es la interpretacion directa de la formula, pero entonces si hay otra interpretacion que excede a la formula, tiene que haber una doble implicacion entre ambas interpetaciones (la de la formula y la otra), ya que si fuera de otra manera no seria de lo mismo de lo que se habla.

Si bien hay una doble implicacion entre la energia que cede u obtiene un cuerpo y la fuerza que se le aplica, me parece innecesario involucrar a otro u otros entes que esten recibiendo o dando dicha energia, ya que de eso no depende el valor del trabajo.
Es decir, creo que se puede definir trabajo, de forma fisica, a partir de la fuerza, y de esa forma ser bien estrictos con lo que decimos que calculamos cuando lo hacemos.
La verdad que me parece que lo que acabo de escribir no se entiende muy bien, declaro el fracaso al redactar. En todo caso me dicen.

Esto es prácticamente un argumento ingenieril. Lo que importa en Física resolver un problema concreto sobre qué le pasa a un cuerpo en concreto no es lo único que importa (que también), sino entender la situación tan bien como sea posible. Está claro que mirar sólo uno de los cuerpos nos permitiría resolver la gran mayoría de los problemas. Pero no nos daría una visión completa de lo que ocurre. Quien sabe, a lo mejor no nos habríamos dado cuenta de que existe algo llamado conservación de la energía...

[ser humano]

Re: Definicion trabajo

No sé que quieres decir con "menos física". Lo que sí es cierto es que hay formulaciones de la mecánica que no necesitan para nada el concepto de fuerza (y de hecho, son las formulaciones más avanzadas que después se usan para pasar al mundo cuántico), pero no creo que te refieras a ello. En un contexto únicamente Newtoniano, yo personalmente no diría que una es "menos física" que la otra. Lo cierto es que ninguna de las dos se puede medir directamente (incluso los dinamómetros hacen una medida indirecta de la fuerza; lo que se mide directamente es una longitud).

Te hacia esa pregunta porque me dijiste que lo que planteaba no permitia describir de forma fisica al trabajo. No sabia que habia formulaciones mecanicas que prescindian de la fuerza. Si mi error esta en no considerar eso, entonces tendre que esperar a adquirir dichas nociones .

Yo, si quiero, puedo hacer el siguiente cálculo: coger el trabajo, dividirlo entre el momento angular y restarle el número siete (sería una operación dimensionalmente correcta). ¿Significa que tengo una magnitud física? Está claro que no, en Física hacemos las cosas por un motivo, y ese motivo se supone que tiene que ver con describir la realidad.

Si, claro . Con magnitud me referia a que se puede describir con una cantidad. ¿cantidad de que? eso es lo que se puede saber interpretando la ecuacion que se implementa, o notando como es que se llega a dicha ecuacion a partir de plantear que es lo que se quiere medir. Me disculpo si no implemente la terminologia que se usa por lo general.

Esto es prácticamente un argumento ingenieril. Lo que importa en Física resolver un problema concreto sobre qué le pasa a un cuerpo en concreto no es lo único que importa (que también), sino entender la situación tan bien como sea posible. Está claro que mirar sólo uno de los cuerpos nos permitiría resolver la gran mayoría de los problemas. Pero no nos daría una visión completa de lo que ocurre. Quien sabe, a lo mejor no nos habríamos dado cuenta de que existe algo llamado conservación de la energía...

No se si mi planteo entra dentro de esa clasificacion . Comprendo cual es el objetivo de la fisica. Pero lo que decia, no lo decia por encapricharme a querer limitar la definicion a un cuerpo, es porque eso es lo que se puede notar de la formula que se plantea.
¿Por que me parece tan trascendente la formula? Porque al resolvera obtenemos un valor, y dicho valor corresponde a lo planteado en ella. Entonces si el resultado es el trabajo, el trabajo es lo que la formula plantea.
Si bien, creo que se podria formular la definicion de trabajo a partir de la energia, no creo que sea lo mas correcto hablar de que es el intercambio de energia. Si el trabajo es un intercambio, intercambios diferentes deberian tener trabajos diferentes, cosa que no sucede (ya que se puede intercambiar energia cinetica por potencial, y energia mecanica por electrica y obtener el mismo trabajo). Tal vez podria ser la cantidad de energia que se intercambia. Aun asi, habria que ver cual es la interpretacion de los valores negativos para el trabajo, porque aunque podamos decir "yo se que cuando es negativo es porque cede energia" eso seria necesario fundamentarlo de alguna manera. Porque la interpretacion inmediata de los valores negativos, es la de la ausencia de dicho valor (ausencia con respecto a un valor determinado), con lo que el trabajo podria ser la cantidad de energia con respecto a un estado inicial que tiene el sistema. Pero alli nuevamente caemos en tener en cuenta a un unico ente (o sistema).

Saludos

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Re: Definicion trabajo

es porque eso es lo que se puede notar de la formula que se plantea.
¿Por que me parece tan trascendente la formula? Porque al resolvera obtenemos un valor, y dicho valor corresponde a lo planteado en ella. Entonces si el resultado es el trabajo, el trabajo es lo que la formula plantea.

Es que hay miles (bueno, a lo mejor no tantas, pero sí muchas) fórmulas diferentes que te pueden llevar a calcular el trabajo. Por ejemplo, uno puede usar el teorema de las fuerzas vivas.

No confundas definición con significado físico. La definición es esencialmente matemática, el trabajo se define así básicamente porque hay propiedades de las integrales de línea que facilitan muchos cálculos. Usando esos teoremas podemos obtener las diferentes fórmulas que recién mencionaba. El significado físico, por otra parte, no depende de las fórmulas. Se explica con palabras. Hay una cita, creo que de Feynman, que dice algo similar a "uno no lo entiende realmente si no puede explicárselo a su madre" (no vale que sea física ).

En cualquier caso, la fórmulita que tanto ensalzas involucra la fuerza, que es un concepto que también involucra claramente dos cuerpos. Eso es lo que nos enseña el tercer principio de Newton (con las salvedades que mencionó Entro, que no alteran para nada la conclusión): un cuerpo no puede ejercer fuerzas sobre otro sin verse alterado. Otra cosa es que esa alteración no te importe para tus finalidades en un caso particular, pero existir, existen.

Si bien, creo que se podria formular la definicion de trabajo a partir de la energia, no creo que sea lo mas correcto hablar de que es el intercambio de energia.

Véase la diferencia entre definición y el significado físico de una definición.

Si el trabajo es un intercambio, intercambios diferentes deberian tener trabajos diferentes, cosa que no sucede (ya que se puede intercambiar energia cinetica por potencial, y energia mecanica por electrica y obtener el mismo trabajo). Tal vez podria ser la cantidad de energia que se intercambia.

No entiendo lo que quieres decir. Creo que es bastante obvio que si decimos que tenemos un trabajo de 4J, por ejemplo, queremos decir que se han intercambiado 4J.

Aun asi, habria que ver cual es la interpretacion de los valores negativos para el trabajo, porque aunque podamos decir "yo se que cuando es negativo es porque cede energia" eso seria necesario fundamentarlo de alguna manera.

Es trivial. Si el trabajo es negativo, significa que la fuerza es opuesta al desplazamiento (y por lo tanto, a la velocidad). Por lo tanto, la aceleración es contraria a la velocidad, y el módulo de ésta disminuirá. Creo que es bastante fácil de aceptar que cuando un móvil desacelera pierde energía.

Porque la interpretacion inmediata de los valores negativos, es la de la ausencia de dicho valor (ausencia con respecto a un valor determinado), con lo que el trabajo podria ser la cantidad de energia con respecto a un estado inicial que tiene el sistema. Pero alli nuevamente caemos en tener en cuenta a un unico ente (o sistema).

A mi esto me suena a "la parte contratante de la ausencia de la primera parte". Lo siento pero no te entiendo.

[ser humano]

Re: Definicion trabajo

Hola otra vez

Es que hay miles (bueno, a lo mejor no tantas, pero sí muchas) fórmulas diferentes que te pueden llevar a calcular el trabajo. Por ejemplo, uno puede usar el teorema de las fuerzas vivas.

No confundas definición con significado físico. La definición es esencialmente matemática, el trabajo se define así básicamente porque hay propiedades de las integrales de línea que facilitan muchos cálculos. Usando esos teoremas podemos obtener las diferentes fórmulas que recién mencionaba. El significado físico, por otra parte, no depende de las fórmulas. Se explica con palabras. Hay una cita, creo que de Feynman, que dice algo similar a "uno no lo entiende realmente si no puede explicárselo a su madre" (no vale que sea física ).

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Me parece que para que efectivamente se este haciendo referencia a lo mismo, tiene que haber una doble implicacion entre la formula y la definicion. Tal vez lo mas rapido para clarificar un poco mi idea sea un ejemplo. Por ejemplo, no corresponderia definir a la velocidad como la variacion de la posicion en funcion del tiempo, y luego calcularla como el producto de la posicion inicial y final. Ya que tomo el caso de la velocidad, se puede notar que a partir de su definicion, se puede hallar la forma de calcularla, y existe la doble implicacion mancionada entre la definicion y la formulacion matematica.

En cualquier caso, la fórmulita que tanto ensalzas involucra la fuerza, que es un concepto que también involucra claramente dos cuerpos. Eso es lo que nos enseña el tercer principio de Newton (con las salvedades que mencionó Entro, que no alteran para nada la conclusión): un cuerpo no puede ejercer fuerzas sobre otro sin verse alterado. Otra cosa es que esa alteración no te importe para tus finalidades en un caso particular, pero existir, existen.

Si, tenes razon, siempre hay un par de fuerzas. Pero los trabajos de estas se calculan por separado, en donde la correspondiente a la particula que obtiene energia tiene un valor positivo, y la otra lo contrario. Me parece que si se quisiera decir que es la cantidad de energia que se intercambia, deberia tomarse el modulo de esa formula para cualquiera de las dos fuerzas (ya sea la que tomemos como accion o como reaccion). Porque lo que se tiene como resultado al calcular el trabajo es sobre la energia de la particula en que se efectua la fuerza que implementamos en la formula.
O tambien, se podria definir el trabajo de la forma en que me mencionas, y decir que la formula esa indica la variacion de energia de la particula consecuencia del trabajo producido.

No entiendo lo que quieres decir. Creo que es bastante obvio que si decimos que tenemos un trabajo de 4J, por ejemplo, queremos decir que se han intercambiado 4J

Si, comprendo como interpretar el resultado . Pero parece que me cuesta expresar claramente lo que intento decir. Lo dicho en ese parrafo solo pretendia suprimir una posible interpretacion equivoca de la definicion.
En cambio de decir que es el intercambio de energia, decir que es la cantidad de energia que se intercambia.

Es trivial. Si el trabajo es negativo, significa que la fuerza es opuesta al desplazamiento (y por lo tanto, a la velocidad). Por lo tanto, la aceleración es contraria a la velocidad, y el módulo de ésta disminuirá. Creo que es bastante fácil de aceptar que cuando un móvil desacelera pierde energía.

Si, claro que si. Pero justamente eso es lo que queria hacer notar, que el resultado te indica lo sucedido en una de las particulas (que pierde o que gana energia), y no en el sistema.

A mi esto me suena a "la parte contratante de la ausencia de la primera parte". Lo siento pero no te entiendo.

Creo que pude aclarar lo que pretendia un poco mejor con lo que puse mas arriba

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Re: Definicion trabajo

Me parece que para que efectivamente se este haciendo referencia a lo mismo, tiene que haber una doble implicacion entre la formula y la definicion. Tal vez lo mas rapido para clarificar un poco mi idea sea un ejemplo. Por ejemplo, no corresponderia definir a la velocidad como la variacion de la posicion en funcion del tiempo, y luego calcularla como el producto de la posicion inicial y final. Ya que tomo el caso de la velocidad, se puede notar que a partir de su definicion, se puede hallar la forma de calcularla, y existe la doble implicacion mancionada entre la definicion y la formulacion matematica.

Podríamos perfectamente calcular la velocidad "como el producto de la posición inicial y final" si tuviéramos un teorema que nos asegura que el valor obtenido es el mismo que según la definición. Pero no lo tenemos (por lo menos que yo sepa ). Pero sí tenemos otros teoremas que nos proporcionan muchas otras formas de calcular velocidades. Por ejemplo, en algún problema podemos calcular la velocidad a partir de la energía cinética, sin nunca considerar la diferencia de posiciones.

Si lo que pretendes decir es que todas las formas que llevan al cálculo de una velocidad (o de un trabajo, volviendo al tema del hilo) deben ser coherentes con la definición y con el significado físico que se le da... Pues eso es tan abrumadoramente obvio que casi no merece la pena mencionarlo. De hecho, la coherencia interna es uno de los diversos motivos por lo que los físicos usamos un sistema formal deductivo (aka matemáticas) para intentar describir la naturaleza.

De nuevo, no confundas la definición, con su significado físico, y los diversos métodos de cálculo (basados en teoremas). Son tres cosas diferentes, aunque por supuesto relacionadas y coherentes entre si.

Si, tenes razon, siempre hay un par de fuerzas. Pero los trabajos de estas se calculan por separado, en donde la correspondiente a la particula que obtiene energia tiene un valor positivo, y la otra lo contrario. Me parece que si se quisiera decir que es la cantidad de energia que se intercambia, deberia tomarse el modulo de esa formula para cualquiera de las dos fuerzas (ya sea la que tomemos como accion o como reaccion). Porque lo que se tiene como resultado al calcular el trabajo es sobre la energia de la particula en que se efectua la fuerza que implementamos en la formula.
O tambien, se podria definir el trabajo de la forma en que me mencionas, y decir que la formula esa indica la variacion de energia de la particula consecuencia del trabajo producido.

Estás sufriendo el típico caso de sobreanalizar las cosas. Todo es mucho más sencillo que todo esto. El argumento es tan simple como lo que sigue:

- Si uno se centra en un subsistema únicamente, dirá "el trabajo representa una energía que gana o pierde el sistema que estoy estudiando". Y eso es cierto, nadie te dirá que no. Pero no es toda la historia. No puede ser toda la historia, si lo fuera, habría un flagrante caso de violación de la conservación de la energía. Esto nos da una visión parcial de lo que está pasando; y lo sabemos, pero no nos importa ya que voluntariamente nos centramos en un subsistema.

- Si uno mira los dos cuerpos que interactúan, llega a la conclusión que lo que ocurre es que la energía de uno se transfiere al otro. Esta es una visión más completa de lo que está pasando. Aunque al resolver un problema puede llegar a ser un coñazo tener que seguir ambos cuerpos a la vez, así que preferimos voluntariamente ignorar una parte de la historia.

Luego, la cuestión de los signos, como la mayoría de los que aparecen en Física están sujetos a convenio. Por ejemplo, cuando algunos ingenieros estudian termodinámica les gusta decir que el trabajo que "sale" del sistema es positivo, aunque en realidad esta es energía que sale del sistema. Lo hacen así porque la mayoría de las veces están estudiando motores, y para ellos es "bueno" que el motor de trabajo al resto del universo, así que le ponen signo positivo. Para nosotros Físicos, sería trabajo negativo porque disminuye la energía del motor en si. Los dos son criterios aceptables, basta tener claro cual está uno utilizando en ese momento y no confundirse.

Lo dicho en ese parrafo solo pretendia suprimir una posible interpretacion equivoca de la definicion.

Si la hemos suprimido, seguro que es bueno. ¡Yuhu!

[ser humano]

Re: Definicion trabajo

Bueno, lo pienso y edito este mensaje para comentar.
Saludos

Si la hemos suprimido, seguro que es bueno. ¡Yuhu!

eso espero

sigue aca

[ignorante]

Re: Definicion trabajo

El trabajo no aumenta la entropía.

Hola pod, tengo una duda de esto que dices. Cuando el trabajo es efectuado por una fuerza de fricción, ¿no aumenta la entropía? Por ejemplo si frotamos dos metales entre sí, su temperatura aumenta, lo cual indica que aumentamos su energía interna por medio de trabajo. Pero en este caso yo creo que sí aumenta la entropía, ya que las partículas adoptan un estado más desordenado, ¿o no? Gracias por tu respuesta.

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Re: Definicion trabajo

Hola pod, tengo una duda de esto que dices. Cuando el trabajo es efectuado por una fuerza de fricción, ¿no aumenta la entropía? Por ejemplo si frotamos dos metales entre sí, su temperatura aumenta, lo cual indica que aumentamos su energía interna por medio de trabajo. Pero en este caso yo creo que sí aumenta la entropía, ya que las partículas adoptan un estado más desordenado, ¿o no? Gracias por tu respuesta.

Si uno acude a la definición de entropía, ve que su incremento se define como el calor transmitido dividido por la temperatura. Por lo tanto, si no hay calor, no hay variación de la entropía. El primer principio de la termodinámica viene a decir que la energía interna se puede variar de dos formas: mediante calor o mediante trabajo. Por lo tanto, mediante trabajo, se puede aumentar la energía interna sin incrementar la entropía.

Esto no es nada raro. En cualquier compresión adiabática (como las que hacen los pistones de tu coche miles de veces por segundo) se puede aumentar la temperatura sin incrementar la entropía.

Otra cosa es que en un ejemplo del mundo real es prácticamente imposible conseguir que sólo se produzca trabajo. En el caso de las manos, una se calentará un poco más que la otra (es difícil que tengan exactamente la misma capacidad calorífica), y por lo tanto inmediatamente comenzarán a intercambiar calor entre ellas y con el ambiente.

[ignorante]

Re: Definicion trabajo

Por lo tanto, si no hay calor, no hay variación de la entropía.

Hola pod. Creo que no entiendo esto que dices. En otro hilo http://forum.lawebdefisica.com/threa...o-de-entropía planteé precisamente la pregunta de si era posible variar la entropía de un sistema aún cuando no existiera transferencia de calor, y en dicho hilo me mostraron varios ejemplos en los que la entropía variaba sin que hubiera calor. Recuerdo dos ejemplos: la expansión libre de un gas y la mezcla de dos gases ideales. Entonces no entiendo bien a qué te refieres. Gracias por tu respuesta.

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Re: Definicion trabajo

Hola pod. Creo que no entiendo esto que dices. En otro hilo http://forum.lawebdefisica.com/threads/7380-Una-duda-sobre-el-concepto-de-entropía planteé precisamente la pregunta de si era posible variar la entropía de un sistema aún cuando no existiera transferencia de calor, y en dicho hilo me mostraron varios ejemplos en los que la entropía variaba sin que hubiera calor. Recuerdo dos ejemplos: la expansión libre de un gas y la mezcla de dos gases ideales. Entonces no entiendo bien a qué te refieres. Gracias por tu respuesta.

Los compañeros que te respondieron tienen razón, por supuesto. Disculpa por ser poco preciso.

Ten en cuenta que la termodinámica de hecho sólo es válida en equilibrio. Cuando hablamos de procesos, o bien son cuasi-estáticos (tan lentos que en ningún momento se pierde el equilibrio), o bien no podemos hablar de cantidades termodinámicas durante el proceso. La definición dS = dQ/T es válida solo para procesos reversibles, como te dijeron en el hilo que enlazas, y un proceso cuasi-estático siempre es reversible. De ahí mi afirmación, yo subconscientemente (por no decir inconscientemente) me había centrado directamente en procesos cuasi-estáticos para no romper el equilibrio.

Por otra parte, todo esto no cambia el fondo del mensaje anterior. Fíjate que el trabajo siempre es reversible, ya que se puede deshacer simplemente aplicando la fuerza en sentido contrario. Otra cosa es que después, la energía transmitida por trabajo desencadene otro fenómeno irreversible, que es lo que pasaba en el ejemplo de las manos.

Fíjate que todos los ejemplos que te dieron son sistemas evolucionando aisladamente. No hay calor, pero tampoco trabajo. Así que es cierto que en esos procesos irreversibles no hay intercambio de energía en forma de calor, pero tampoco en forma de trabajo trabajo.

Pero, por favor, este hilo va sobre trabajo únicamente. No desviemos el tema con esto.