A fresh framework for education in thermodynamics by field theory

• Nilo Serpa ^[2] ; Tane Kanope F. Serpa ^[1]
  1. [1] Universidade Federal de Minas Gerais

     Universidade Federal de Minas Gerais

     Brasil

     
  2. [2] Université des Sciences de l’Homme
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 16, Nº. 4, 2022
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    El presente artículo concluye una trilogía iniciada con el trabajo de Serpa & Fernandes [1] y motivada por las investigaciones de Serpa, Cathcart & Varison [2], este último publicado en esta revista. La idea principal es acercar al público de estudiantes, profesores e investigadores iniciados en la termodinámica el potencial de expansión e innovación de esta disciplina en dominios que van desde las aplicaciones tecnológicas que satisfacen las necesidades humanas hasta la formulación de teorías cosmológicas a tono con los nuevos descubrimientos astronómicos que nos sorprenden en todo momento. Se revisa la Segunda Ley de la Termodinámica en una perspectiva realista con respecto al universo tal como se nos presenta, buscando eliminar malentendidos sobre los conceptos de entropía y reversibilidad. La teoría presentada amplía la generalización del concepto de campo, asumiéndolo como un escalar de calor no masivo, el campo calórico, cuya difusión deja registrada su propia entropía. El trabajo establece los principios básicos para el correcto aprendizaje de la termodinámica, eliminando nociones ficticias que distorsionan no solo el significado de la Ley II, sino también el significado de la evolución en el sentido cósmico. Este estudio también enfatiza el carácter creativo de la entropía, a diferencia de los textos clásicos que solo la describen como una especie de medida de degradación.

  • English

    Present article concludes a trilogy started with the work of Serpa & Fernandes [1] and motivated by the research of Serpa, Cathcart & Varison [2], the latter published in this journal. The main idea is to bring to the public of students, professors and researchers initiated in thermodynamics the potential for expansion and innovation of this discipline in domains ranging from technological applications that meet human needs to the formulation of cosmological theories in tune with the new astronomical discoveries that surprise us at everytime. The Second Law of Thermodynamics is reviewed in a realistic perspective with respect to the universe as it appears to us, seeking to eliminate misunderstandings about the concepts of entropy and reversibility. The theory presented expands the generalization of the field concept, assuming it as a non-massive heat scalar, the caloric field, whose diffusion leaves its own entropy registered. The work establishes the basic principles for the correct learning of thermodynamics, eliminating fictional notions that distort not only the meaning of Law II, but also the meaning of evolution in the cosmic sense. This study also emphasizes the creative character of entropy, unlike classical texts that only describe it as a kind of measure of degradation.