IV. OTRAS EXPERIENCIAS Y RESULTADOS AL INVENTARSE LOS PRIMEROS REFRIGERADORES

LOS hechos descritos en los cap�tulos anteriores exhiben la situaci�n que exist�a alrededor de los a�os de 1860. En particular, las mediciones que se hab�an llevado a cabo eran a temperaturas ambientes o mayores, ya que en ese entonces no exist�a manera de disminuir la temperatura.

Hacia 1870 las cosas empezaron a cambiar. En ese a�o el ingeniero alem�n Carl von Linde (1842-1934) conoci� un trabajo cient�fico que trataba del retiro de calor de una sustancia por medios mec�nicos. En 1876 sac� su primera patente de un refrigerador de amoniaco. Es as� que se inici� la era de los aparatos con los que se pod�a disminuir la temperatura. Poco a poco se logr� obtener temperaturas cada vez m�s bajas. Ya en el a�o de l895 usando un efecto termodin�mico, el Joule-Thomson, se pudo enfriar una muestra de aire y llegar a formar aire l�quido. Esto ocurre a una temperatura de alrededor de 196�C bajo cero.

Una vez disponiendo de aparatos con los que se pod�a disminuir la temperatura se empezaron a medir diferentes propiedades termodin�micas de las sustancias a temperaturas cada vez menores. En particular, se empezaron a medir calores espec�ficos a temperaturas menores que la ambiente.

En 1872 F. H. Weber, en Alemania, hizo mediciones del calor espec�fico del carb�n a una temperatura de 50�C bajo cero. Encontr� que el calor espec�fico no ten�a, a esta temperatura, el mismo valor que ten�a a temperatura ambiente. Encontr� que el valor del calor espec�fico disminuye al disminuir la temperatura. Esto significa que el valor del calor espec�fico var�a al cambiar la temperatura. Este hecho contradice la ley de Dulong-Petit que es consecuencia del principio de equipartici�n de la energ�a, que nos dice que el valor del calor espec�fico debe ser siempre el mismo, sin importar a qu� temperatura se encuentre la sustancia.

Posteriormente, en 1886, L. Pebal y H. Jahn midieron el calor espec�fico del antimonio y, en 1892, L. Schuz lo midi� en varias amalgamas, encontrando discrepancias con la ley de Dulong-Petit. M�s adelante, existiendo ya m�quinas refrigeradoras con las que se alcanzaban temperaturas mucho m�s bajas, se lograron medir los calores espec�ficos de muchas y variadas sustancias a bajas temperaturas. De hecho, a principios del siglo XX se llegaron a hacer mediciones a temperaturas no muy lejanas del llamado cero absoluto,1 que corresponde a 273�C bajo cero.

Figura 5. Valores experimentales de los calores espec�ficos de la plata , el cobre (X) y el aluminio (•), a distintas temperaturas. N�tese que a bajas temperaturas estos valores no son constantes. Solamente a altas temperaturas tienden a tener un valor constante.

Los resultados de todos estos experimentos indicaban que a medida que la temperatura de una sustancia disminuye, tambi�n lo hace su calor espec�fico. En la figura 5 se muestran algunos resultados experimentales obtenidos con la plata, el cobre y el aluminio.

En 1898 U. Behn resumi� la situaci�n como sigue: "La representaci�n gr�fica del decrecimiento del calor espec�fico con la temperatura parece sugerir que los calores espec�ficos en la cercan�a del cero absoluto tienen el mismo valor, extremadamente peque�o (0?)."

Como nos podemos dar cuenta, estos resultados contradicen directamente las predicciones hechas por la teor�a cin�tica desarrollada por Maxwell y Boltzmann. En particular, se ve que una de sus predicciones, a saber, el principio de equipartici�n de la energ�a, no se sostiene al compararlo con resultados experimentales.

NOTAS

1 Esta es la m�nima temperatura que se puede lograr.