O antroido da física de marzo

Aínda que sexa en parte por difundir como sae citado este blog, coido que paga a pena polas referencias que alí aparecen.

Rendemento termodinámico: unha aplicación en economía?

O rendemento termodinámico ten un esquema ben coñecido, que se pode especificar como se fai aquí á beira: Dende unha fonte de calor (ou foco) a temperatura T1>T2 subminístraselle un calor Q1 (proporcional a T1) á máquina térmica, que distribúe esa enerxía recibida en traballo aproveitado (que sae do sistema de fonte e sumidoiro enerxético) e calor Q2, cedido ó foco frío ou sumidoiro (e proporcional á súa temperatura T2).
Deste xeito, o rendemento é (T1-T2)/T1, co que se queremos aumentar o rendemento dunha determinada máquina debemos aumentar T1 ou diminuír T2. Se derivamos a expresión do rendemento respecto a T1 obtemos que o rendemento varía ó variar T1 de xeito proporcional a T2/T1 = Q2/Q1; se a derivamos respecto a T2 obtemos que o rendemento varía ó variar T2 de xeito proporcional a 1/T1, equivalente a dicir que o rendemento aumenta relativamente máis canto menor sexa a temperatura máis alta (é dicir, o nivel de ingresos por vendas ou servizos). O primeiro caso significa darlle máis enerxía ó sistema, mentras o segundo significa retirar menos enerxía del; en calquera dos dous casos, o resultado é que queda máis traballo resultante. De xeito equivalente, o primeiro caso significa máis ingresos e o segundo, menos gastos, quedano en ambos máis lucro resultante.
Vexamos o sistema de relacións entre magnitudes físicas e parámetros económicos:
Sexa o calor Q1, a enerxía cedida polo foco quente, relacionado co entrante de cartos da actividade económica que sexa. E Q2, a enerxía cedida ó foco frío, relacionado cos cartos empregados en subministros e salarios. A diferenza entre ambos, o traballo en física, sería o lucro en economía. En ambos casos, a máquina (ou a actividade económica, representada por unha empresa) téntase facer o máis rendible posible.
Que xeitos hai de facelo? Pois aumentar a enerxía recibida, o calor do foco quente, ou sexa as vendas (o entrante de cartos na empresa) , ou diminuír a enerxía cedida, o calor deixado no foco frío, ou sexa, os salarios e pagos de subministros na imaxe económica.
Visto nunha perspectiva histórica, tecnolóxicamente, foi máis doado aumentar o calor dado ó aparello térmico, darlle máis enerxía (ou, de xeito equivalente, vender por un moto de cartos maior -máis e/ou máis caro-), pero despois, xa que as temperaturas acadadas foron abondo elevadas (ou as vendas...) púxose no punto de mira o rebaixar o calor cedido (pagar menos polo produto, por exemplo rebaixando o custe dos subministros ou o salario), rebaixando a temperatura (enfriando a actividade sindical, por exemplo?) o que require técnicas un pouco máis complicadas, xa que mentras ó elevar a temperatura e polo tanto a enerxía entregada ó parello térmico (o nivel das vendas e polo tanto a cantidade de cartos que entra na empresa) só hai problemas 'técnicos' (a competencia, por exemplo), o intento de baixar a temperatura do foco frío e polo tanto a calor a el entregada (o baixar as prestacións sociais ou o nivel de actividade sindical e os cartos pagados ós traballadores) enfróntase coa limitación da temperatura ambiente (enfróntase coa estrutura social) que ten que violentar enfriando de xeito forzado (que ten que violentar forzando a sociedade) ...

A física dende fóra da física: o principio de complementariedade e Amin Maalouf

Casualmente estou comezando cun libro de Amin Maalouf, 'El desajuste del mundo', e atopeime arredor da páxina 30 un exemplo fóra da física que casa plenamente co principio de complementariedade. Quizáis sirva para dar unha visión máis completa do que pode significar este punto central da física cuántica.
traduzo:
"(...) Pois, non ben se adoitan certas premisas, é posible interpretar todos os acontecementos de xeito coherente sen ter necesidade de escoitar a opinión dos demáis.
Se aceptamos, por exemplo, o postulado segundo o que a calamidade da nosa época é a 'barbarie do mundo musulmán' fixarse no que pasa en Iraq non pode se non reforzar isa opinión. (...)
Se, en troques, adoitamos como axioma o 'cinismo de Occidente', os acontecementos teñen unha explicación nonmenos coherente (...)
Para min, son certos ambos puntos de vista, e son falsos ambos.(...)"
Coido que podía encher coa cita íntegra do libro os puntos suspensivos intermedios para clarificación maior, pero que está claro que dende o punto de vista centrado nas ideas dos políticos occidentais intervencionestas, as consecuencias dos mesmos feitos son moi diferentes das que pode ter un grupo de defensores da cultura árabe: os feitos son os mesmos, a interpretación dos mesmos, non se parece en nada, e ambas interpretacións son axiomáticamente verdadeiras e complementarias, ó tempo que ningunha delas é representativa da totalidade, e nese sentido, verdadeira. É dicir, o mesmo que ocorre co principio de complementaridade na mecánica cuántica... que quizáis así se poda entender un pouco mellor.

Unha visita ás estrelas

O pasado fin de semana, un grupo de 30 alumnos do IES Porta da Auga, coa materia de Ciencias para o Mundo Contemporáneo, e eu, subimos á Casa da ría de Ribadeo, en Santa Cruz, para realizar unha exploración do ceo nouturno.
Fixemos un repaso das características principais dos telescopios existentes na cúpula e dos rudimentos de orientación no ceo nouturno.
Despois de ver a constelación de Leo sobre Castropol, cara o Norte aprenderon a distinguir a Osa Maior, e dela, saltar á estrela Polar e atopar Cassiopea. A partir desta constelación, e pola Via Láctea, pasamos ó grupo principal de estrelas do noso sur celeste invernal, o hexágono de inverno, centrado en Betelgeuse, na constelación de Orión. Como punto de referencia, Sirio, a estrela máis brilante da noite, e aliñada coas Tres Marías, foron quen de atopar Aldebarán en Tauro e o grupo das Pléiades, empregado como calibrador de agudeza visual. Despois repasaron outras estrelas da zona: Capella no Cocheiro, Castor e Polux en Xéminis, Proción no Can Menor e Rigel en Orión, así como a nebulosa desta última constelación. Igualmente, descubriron a mitoloxía que
involucra ás constelacións de Orión, Tauro e os Cans Maior e Menor.
A visita rematou pasada a medianoite.

O ano previo ... a algo (segundo a física)

En contacto co "antroido da física" (xaneiro 2011) e o seu blogue anfitrión este mes, 'curiosidades de la microbiología', segundo as normas do antroido da física.

Contas as crónicas que este será o penúltimo ano... Dende as sibilas (que hai que interpretar despois de ser elas mesmas interpretadoras), pasando polo calendario maia (que ó non facerlles falta máis, tiñan un contador numérico limitado) ou programas de simulación informática (con datos escollidos ad hoc) a Nostradamus (outro intérprete do futuro que é necesario reinterpretar), os modernos gurús do futuro interesado teñen previsto que 2012 sexa un ano de desastres para a humanidade (algúns ata os focalizan no 21 de decembro dese ano, facéndoo coincider cunha desas datas especiais na Terra, o solsticio de inverno), que poderían chegar á súa extinción ... dende un mero pasar un mal ano (algo que, en plena crise, non será difícl que se cumpra).
E, no fondo, o interese. Dende a venda dun cantos libros 'escatolóxicos' á promoción dunha película con numerosos efectos especiais, '2012', marcando o rumbo.
Hai que lembrar o rebumbio que se armou na 'cristiandade' cando se aproximou o ano 1 000, do que tamén se dicía que ía ser o fin do mundo (por iso de ser un número redondo nun calendario concreto, o seguido pola cristiandade), que quedou moi debilitado para o ano 2 000 (só co efecto y2k nos ordenadores), para ter unha imaxe do que pode significar un tal 'efecto'.
Hai poucos días tiven que ver de xeito obrigado un par de vídeos curtos sobre o tema, e logo puiden falar algo do que me parecía a min, comezando a falar de cousas que é físicamente posible, mesmo cunha probabilidade superior á media dos últimos alnos, que sucedan. E é que, con bases físicas, hai quen poidera estar tentado a subirse o carro da película. Ó fin, parece que as catástrofes máis achegadas a nós no tempo son peores e hai máis (Jorge Manrique, 'cualquiera tiempo pasado / fue mejor'), pois así son as nosas lembranzas, e ademáis temos os efectos do cambio climático, que naturalmente tenden a incrementarse, e polo tanto, as últimas tempadas de ciclóns foron das peores que se lembran, e sempre está presente a posibilidade de destrucción atómica, e grazas á técnica, cada vez hai máis posibilidades de atopar algún corpo celeste que graciosamente se achegue á Terra algo máis que outros, e as probabilidades dun destrutor terremoto, o 'big one', seguen aumentando en California. Ademáis, este ciclo solar parece especialmente virulento, e aínda que non remata de remontar, aí está a predicción de que o cambio climático podería parar o motor da corrente do Golfo, variando por completo o clima arredor do atlántico norte, e ... poderiamos seguir. E, si, é moi probable que algún día fenezamos, ademáis de que é aínda máis probable que cada un de nós fenecerá... eu dría que cunha probabilidade do 100% se entendemos a morte como na actualidade. E con explicación física!

Física (elemental) aplicada

A cousa é que se remata de aprobar o estudo medioambiental dunha nova liña eléctrica: Resolución de 2 de diciembre de 2010, da Secretaría de Estado de Cambio Climático, pola que e formula declaración de impacto ambiental do proxecto Liña eléctrica a 400 kV, dobre circuíto denominada Boimente-Pesoz, Lugo e Asturias.
Vaiamos a un punto concreto do documento; corto e pego:
"4.2.9 Impactos sobre la salud humana. Respecto a los campos electromagnéticos, el Real Decreto 1066/2001, de 28 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento que establece condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, restricciones a las emisiones radioeléctricas y medidas de protección sanitaria frente a emisiones radioeléctricas proporciona unos niveles de referencia que no deben ser superados, y que para el campo electromagnético de frecuencia 50 Hz son de 5 kV/m para el campo eléctrico y 100 µT para el campo magnético. Las líneas eléctricas aéreas de alta tensión no producen una exposición a campo magnético superior a 100 µT y sólo en circunstancias muy especiales puede haber un campo eléctrico por encima de 5 kV/m justo debajo de los conductores, sin embargo el campo eléctrico es detenido por árboles, paredes o techos, por lo que sería prácticamente nulo en el interior de los inmuebles más cercanos. El promotor señala que el impacto asociado a los campos electromagnéticos no es significativo, ya que los valores máximos previstos para esta línea en lo referente a campo electromagnético y campo eléctrico serán, respectivamente, de 10,64 µT y 1,98 kV/m.
Asimismo, el promotor indica que se ha procurado en la medida de lo posible mantener una distancia superior a 100 m de las edificaciones, cumpliendo en todo caso la normativa vigente en la materia en cuanto a distancias y medidas de seguridad (Reglamento Técnico de Líneas Aéreas de Alta Tensión, aprobado por decreto 3151/1968, de 28 de noviembre)."
Agora, fagamos unhas pequenas contas: A liña é de 400 kV. Se o admitido é un campo de 5 kV/m, entón necesitaríase 400/5 = 80 m de altura do tendido.
Se no punto primeiro do documento di que os apoios para o tendido terá unha altura entre 35 e 65 m, e os apoios son os puntos nos que a liña eléctrica vai mási alto, alguén cree que pode cumprirse a lei? Que nos están a dicir logo no punto que se reproduce de xeito íntegro? Ata que punto sirven os impactos medioambientais?

Milagre! o Papa move o mundo.

A recente visita do Papa a Santiago, saíndo dende Roma, deu lugar a diversos movementos de xente. Entre as moitas novas que xerou, non apareceu por n ingures unha que moita xente consideraría un milagre: o retraso no meovemento da Terra por mor da viaxe do Pontífice.
Pero non ten nada de milagre: a consevación do momento angular explica un pequenísimo desfase que sofre a terra no seu movemento cando unha parte dela se move, sexa o Papa ou non.
Botemos uns cálculos para avaliar o desfase sufrido pola Terra debido ó desprazamento de Papa e séquito a Santiago:
O momento de inercia da Terra é aproximadamente:
(2/5)(6,37·10⁶)²·5,98·10²⁴
O momento de inercia de Papa, séquito (unhas cen persoas a 80kg) e avión pode avaliarse en:
(4,5·10⁶)²·28 000
Dado que non se moven no ecuador, senón a algo máis de 40ºN, estimando a masa total nuns 28 000 kg.
E o seu desfase propio, en horas, ó vir dende Roma:
(4,5·10⁶)²·28 000·(2 500 km/6370 km)(24h/2π)
o que podemos igualr ó desfase propio da Terra-resto, debido á conservación do momento cinético:
(2/5)(6,37·10⁶)²·5,98·10²⁴φ = (4,5·10⁶)²·28 000·(2 500 km/6370 km)(24h/2π)
De aí, sacamos que φ é aproximadamente 1,5 · 10^-20h, o que ven supoñendo uns 0,4·10¹⁷s ...
atraso desprezable no tempo de rotación da Terra, pero atraso ó fin ó cabo, cando o Papa se achega a Santiago, mentras que ten un correspondente adianto cando o Papa retorna a Roma...
- Entrada participante no 'antroido da física'

Tres pés para a educación

** O que segue foi publicado pola revista 'Xerfa' do IES Porta da Auga en xuño de 2005, a modo de editorial, e recollido en http://agremon.pitas.com/.**

Históricamente, a escola é algo moderno. A educación comezou sendo unha cousa de pais, que se viron axudados pola sociedade nun xeito de re-distribución do traballo para mellora do rendemento comunitario e logo a sociedade foi cristalizando un tipo de función propiamente educativa ata a extensión 'universal' da educación al como a coñecemos hoxe, con abrumadora maioría de persoas en centros especializados de diversos tipos.
En todo este proceso, débese entender que son os pais os que delegan a súa potestade educativa. Ten habido épocas (como no estalinismo ruso) nas que a sociedade era a que se atribuía a educación e delegaba por cuestións prácticas parte dela nas familias. Nembargantes ser entendido o anterior como un xeito de aberración nos tempos que corren, o certo é que a componente efectiva de cada un dos actores educativos na educación ten cambiado abondo en tan só unha ou dúas xeracións. E tamén a concepción educativa. Así, hoxe en día ténse nos nosos lares a unha familia desestructurada, tipo americano, que entende como natural o desvincularse da educación, aínda que non do seu resultado. É dicir, téndese ó 'consumo' da educación, non ó seu disfrute.
E este cambio de liña directriz é básico para diversos resultados: podemos ter alguén formado para falar inglés, valla por caso, sinxelamente porque o demandan así os poderes que tratan de dirixir a sociedade, pero non ter un individuo educado. Podemos ter unha persoa preparada para producir, pero non para levar adiante a súa propia vida. Podemos ter alguén preparado para competir, pero non para decidir por que merece a pena competir. E podemos ter tamén unha sociedade que, unha vez entendida a educación como consumo, se esqueza da compoñente de servicio e quede só a de beneficio.
As anteriores son só unhas pinceladas sobre temas candentes non só a nivel educativo, senón tamén a nivel social: a educación de hoxe implica a sociedade de mañá. Tamén é algo que debe estar na mente de todos os que formamos parte do sistema educativo, tanto alumnos como profesores. Só preguntándonos e distinguindo opcións como as ditas podemos ter un certo control sobre o que estamos a facer e nos están a facer (en ambos casos, tanto para profesores como para alumnos)
Quedan para outra edición outras cousas relacionadas. Nembargantes, mirade os artigos do interior pensando nas posibilidades e opcións que temos: veredes outra revista que non está no papel, pero que a fai posible.

A transmisión (e a adquisición) de coñecemento

Atopeime este mañá nun sobre de azucre unha 'curiosidade' que reproduzo:
-Preguntoulle un xornalista a Einstein: "Pódeme explicar a Lei da relatividade?" e Einstein contestou: "Pódeme explicar como se frite un ovo?"
O xornalista mirouno extrañado e contestou: "Pois si, si podo", ó que o científico replicou:"Pois fágao, pero supoñendo que eu non sei o que é un ovo, nin unha sartén, nin o aceite, nin o lume"-
A cita anterior, que pode atoparse na rede en diversos lugares (por exemplo, aquí) non teño por seguro que sexa verdadeira, pero ven ó conto da necesidade de aproximación ás ideas científicas dende a distancia, paso a paso, con tempo, adicación e humildade, e non pretendendo pasar pola ciencia como quen ve unha curta, por exemplo, da 'lei' da relatividade.
A cita lembroume algo que leera hai moitos anos, e que fun a procurar ó libro adecuado:
- (...)Non é necesario adverter que, dentro dunha cociña de montaña semellante, a hixiene non podía responder ás esixencias propias da cidade. Niels [Bohr] comentou esta circunstancia: "Co lavado da vaixela ocorre exactamente o mesmo que coa linguaxe. Hai conceptos obscuros e unha lóxica circunscrita, de xeito descoñecido, á súa zona de aplicación, e, a pesares de todo, logramos con eles aclarar a nosa comprensión da natureza"- (en Werner Heisenberg, 'Discusiones sobre el lenguaje', capítulo de 'Diálogos sobre la física atómica', B.A.C.,Madrid 1975, p.163; cita visible e comentada aquí)

É dicir, a parte da aproximación á comprensión da ciencia recollendo bagaxe, hai que ter en conta que ese bagaxe é unha especie de aproximación nebulosa a partires do que xa coñecemos, e ó que estamos cambiando o sentido para construír mellor unha representación da realidade...
-
Participación na XII Edición do Carnaval da Física (http://carnavaldelafisica.ning.com/), albergado este mes por "La Ciencia de la Mula Francis"(http://francisthemulenews.wordpress.com/).

En que se parece

Pode tomarse como un chiste, pero tamén como algo máis profundo...
- En que se parece a física e un físico?
- En que a física comprende o mundo, e o físico só trata de comprender a física.

O ceo de noite, o ceo de día

Entre onte, 10 de agosto, e hoxe, 11, tiveron lugar as xornadas 'O ceo de noite, o ceo de día'. Onte a partires das 22:00, na Casa da ría de Ribadeo en Santa Cruz, tivo lugar a primeira sesión, na que se estudou o crepúsculo e a aparición das estrelas, comezando polas de maior magnitude ata completarse a noite. Despois de Venus, foi descrito a ollo nú boa parte do ceo nouturno, comezando polas máis brilantes achegadas a Venus (Arturo) e o triángulo de verán (Vega, Altair, Deneb), para pasar logo a outras zonas do ceo, como a estrela Polar e a orientación cara a ela dende a Osa Maior, ou a Vía Láctea. Xa no telescopio, os asistentes poideron botar unha ollada a variso obxectivos, entre eles, un cúmulo na constelación de Escorpión e, finalizando a sesión, a un magnífico Xúpiter no que se lle distinguían as franxas e os catro satélites galileanos; en particular, Ío, que se puido ver como se separaba do planeta dende case rozalo visulamente. A sesión rematou máis aló da unha da madrugada, longo tempo despois de sobrepasar a sesentena de asistentes.
Pola mañá, comezando con tempo cuberto, foia a sesión correspondente ó ceo de día. No reloxio de Sol do cargadoiro houbo un primeiro conxunto de explicacións sobre a súa estrutura e funcionamento, pero ó estar cuberto, despois de cousa de media hora pasouse ó Forte de San Damián para realizar unha presentación do tema do ceo de día (colgada xa en internet), abranguendo un somero estudo dos elementos do ceo diurno, os movementos relativos do Sol e da Terra e as liñas básicas para a construcción dos reloxios de Sol. E ... ó saír, luciu o Sol ...
Créditos da presentación 'O ceo de día':
http://gl.wikipedia.org , páxinas consultadas en diversos días.
http://es.wikipedia.org, páxinas consultadas en diversos días.
http://www.planetarioviajero.com/Images/RELOJ%20ANALEMATICO.pdf , consultada o 9/08/2010
Imaxes diversas recollidas dos lugares anteriores e, na mesma data, de :
http://www.antiquus.es/catalogo.php?sm=2&g=6
http://www.relojeria.org/reloj-de-sol/ecuatorial.jpg
http://www.relojeria.org/reloj-de-sol/horizontal2.jpg
http://webs.ono.com/andanatres/Guad01.jpg
http://www.relojeria.org/reloj-de-sol/horizontal1.jpg

O ceo de noite, o ceo de día. Xornadas sobre astronomía en Ribadeo

O ceo de noite, o ceo de día.
Celebraránse dúas sesións, de duración estimada 2h cada unha, en colaboración coa A.C. Xerfa.
10/08/2010 ás 22:00 horas, na Casa da ría de Ribadeo
O ceo de estrelas en agosto. A cargo de Alfonso Piñeiro
Material: Poden traerse prismáticos, telescopios ou planisferios celestes.
11/08/2010 ás 10:00 horas, no reloxio de Sol do cargadoiro
Os movementos de sol de Terra. Reloxios de sol. A cargo de Antonio Gregorio
Poden traerse filtros de soldadura, espellos, ...
Nota: se o tempo está nuboso, a sesión correspondente será reducida.