¿Qué es la ciencia térmica?
La ciencia térmica es una rama de la investigación científica que se ocupa específicamente del calor y la energía, a través de la termodinámica y la transferencia de calor. La ciencia térmica se usa en muchas aplicaciones prácticas, como sistemas de calefacción, generación de energía y también experimentalmente. La ciencia térmica generalmente se considera una rama de la ingeniería, porque en aplicaciones prácticas es utilizada con mayor frecuencia por ingenieros que intentan diseñar sistemas de calefacción y generación de energía más seguros y eficientes.
La ciencia térmica analiza primero la termodinámica, que es una rama de la física que incorpora varias variables y cómo interactúan para formar calor o energía. La termodinámica examina la interacción de temperatura, presión y volumen dentro de un sistema para crear calor, energía o ambos. La metamorfosis de la energía en la búsqueda del poder y el calor es el foco de la termodinámica, que se refiere a la salida energética de un dispositivo como "trabajo", la fuerza necesaria para mover un objeto. La termodinámica se rige por varias reglas, como lo son la mayoría de las disciplinas científicas.
La primera regla es que no es posible extraer más energía de un sistema que la entrada, porque la energía solo puede convertirse en una nueva forma, no creada o destruida. El segundo es que todas las máquinas perderán eficiencia entre la energía de entrada y salida en un proceso llamado entropía, donde la energía se pierde realmente. Estas reglas rigen los sistemas de conversión de energía desde represas hidroeléctricas hasta el motor de gasolina, y son una parte crucial de la termodinámica.
La ciencia térmica es un intento de equilibrar la transferencia de calor y las leyes de la termodinámica en un intento de salir adelante al generar energía. La ciencia térmica incorpora varias disciplinas científicas, todas relacionadas con la energía, ya que los científicos e ingenieros trabajan juntos para usar la energía térmica de manera más eficiente. La ciencia térmica busca nuevas formas de extraer calor, aislar energía y utilizarla de la manera más práctica posible.
Los estudiantes de ciencias térmicas están interesados en explorar modos alternativos de recolección de energía, así como en maximizar la seguridad humana en torno a los sistemas de conversión de energía. Cuando la ciencia térmica se usa en una aplicación práctica, los ingenieros observan las propiedades de transferencia de calor de los objetos o sistemas de energía, y también intentan determinar cuál es el equilibrio general de energía dentro de un sistema. Además, los ingenieros analizan los principios de la termodinámica, que incluyen reacciones químicas y físicas además de las leyes primarias.
Cuando se usan teóricamente, los físicos que se centran en la ciencia térmica están interesados en explorar cómo se convierte la electricidad y cómo se pueden mejorar los sistemas de conversión de energía. El estudio de la ciencia térmica en un nivel teórico ha llevado a la introducción de muchos dispositivos de ahorro de energía, así como a aumentos en la eficiencia y la seguridad. En ambos casos, la ciencia térmica está buscando interacciones fundamentales entre los procesos físicos y químicos, y el resultado.