¿La gravedad crea calor?

Soy doctor en física en la UCLA. También he tenido un experimento manipulado, específicamente que intentaba medir un efecto simple de la gravedad y la termodinámica. También fui hospitalizado después de hacer preguntas a los físicos teóricos relacionadas con los resultados hipotéticos de dicho experimento.

Para ser franco, la comunidad física está en completo desacuerdo. Algunos dicen que “la temperatura se define para ser siempre igual”. Esta filosofía obliga a la gravedad a no causar un gradiente de temperatura.

Sin embargo, se pone más frío cuando escalas una montaña, que está afuera. Esto es confuso, ya que el calor aumenta cuando cocinas. Ambos razonamientos dicen que las diferencias de presión o densidad causan esto, no la gravedad, pero la gravedad también es la causa del cambio de densidades y presiones en las atmósferas.

Si la teoría cinética define la temperatura como la energía cinética promedio de una partícula, y la partícula sube en un campo gravitacional, entonces parece que la partícula gana energía gravitacional y, por lo tanto, se enfría. Esto parece estar de acuerdo con la intuición de escalar una montaña. Además, los científicos atmosféricos usan este razonamiento para modelar con precisión los gradientes de temperatura en la atmósfera.

Usted preguntó si la gravedad “crea” calor, que también es una pregunta filosófica profunda, que depende profundamente de lo que quiere decir con “gravedad” y “calor”.

¡Pero espera! La diferencia entre temperatura y calor también es complicada. El calor tiene unidades de energía, que normalmente se transfiere entre dos objetos. La temperatura solo es energía después de multiplicarse por algo con las unidades de entropía.

La entropía tiene que ver con la segunda ley de la termodinámica, y Daniel Sheehan de UCSD dice que hay 23 formulaciones de la segunda ley de la termodinámica. Así que ignoremos qué es la entropía para esta charla …

Es broma, la entropía termodinámica es esencialmente información que un observador no puede medir, pero que existe. Entonces decimos que no sabemos qué es, pero fundamentalmente es una forma de información. Cuando multiplica esta entropía por la temperatura del objeto, parece plausible que esto le proporcione algo cercano a la energía contenida en esa entropía.

Por ejemplo, miramos el aire y no vemos las moléculas de nitrógeno y oxígeno, pero se están moviendo. Por lo tanto, podemos decir que este gas que vemos tiene una temperatura, porque secretamente, todas esas moléculas de gas se mueven bastante rápido, transportando energía que no podemos medir.

En mi opinión experta, si no fuera por la gravedad, nunca tendríamos el espacio cerca de la Tierra, lo que permitiría las capas atmosféricas, dejaría que la vida evolucionara y permitiéramos inventar la palabra inglesa para “calor”. Si no fuera por la gravedad, este calor nunca hubiera estado aquí en primer lugar. Entonces sí, “la gravedad crea calor” si lo desea, pero solo en un contexto altamente específico.

También habría sido muy fácil decir que no, la gravedad no crea calor, pero no pareció ser una respuesta tan divertida.

Además, todos saben que el calor se crea cuando se frotan las manos. Esto también sucede cuando los aviones vuelan hacia grandes edificios. Quiero decir, oye, los aviones del 11 de septiembre derritieron el acero, así que obviamente las colisiones hacen que las cosas estén más calientes, ¿verdad?

El punto es que si se cae un ladrillo en una acera, se caerá debido a la gravedad. Además, en ese instante que el ladrillo golpeó la acera, crearía algo de calor. Entonces, tiene sentido decir que la gravedad creó calor, porque el ladrillo nunca habría caído, si la gravedad no existiera. Fue la colisión real la que creó el calor, pero esto fue indirectamente causado por la gravedad.

La mayoría de las veces se genera calor, yo diría que no tiene que ver con la gravedad. Diría que lo más probable es que se deba a fuerzas mecánicas o electromagnéticas, pero, de nuevo, el sol es extremadamente masivo y hace mucho calor. ¡Quizás su producción de calor está relacionada con la gravedad!

La fuerza gravitacional está directamente relacionada con la energía potencial gravitacional. La cantidad de energía gravitacional depende de la distancia entre el objeto y el cuerpo gravitacional (como la Tierra). Pero es importante mencionar que “para almacenar o liberar energía gravitacional, necesitamos cambiar la distancia entre el objeto y el cuerpo gravitacional”. Por lo tanto, la energía potencial gravitacional es un tipo de “energía almacenada” al igual que la energía almacenada en un sistema de resorte de masa.

Esta energía almacenada a veces puede convertirse en calor. Por ejemplo, consideremos la acumulación de plasma sobre un objeto compacto, como una estrella de neutrones o una estrella enana blanca: mientras el plasma cae sobre el objeto compacto, su energía gravitacional disminuye y aumenta su energía cinética. Cuando el plasma finalmente golpea la superficie del objeto compacto, interactúa con el plasma circundante y su energía cinética se convierte efectivamente en calor.

Consideremos una piedra que cae del cielo al suelo, debido a la gravedad de la Tierra. Cuando cae al suelo, se detiene, dispersa algunos elementos del suelo, crea algo de sonido y genera algo de calor.

Cuando la piedra está cayendo, su energía potencial se está convirtiendo en energía cinética. Cuando se detiene en el suelo, su energía cinética se convierte en energía cinética de las partículas del suelo, la energía del sonido y la energía térmica.

Por lo tanto, es razonable decir que la gravedad crea calor (de forma circular).

Creo que es más preciso preguntar “¿puede la gravedad hacer que algo se caliente debido a los efectos de la gravedad”, ya que en realidad no crea calor en sí mismo, sino que causa un efecto secundario de que algo se caliente debido a los efectos de la gravedad. es decir, en el sol, la gravedad podría juntar átomos y causar reacciones nucleares, pero si solo observa una roca que se sienta sobre la mesa … ¿la roca, que es empujada / derribada sobre la mesa debido a la gravedad, causará calor? Entonces depende de las circunstancias. Tal vez la gravedad no crea calor en sí misma, sino que puede hacer que algo se caliente debido a los efectos de la gravedad.

Tal vez estoy dividiendo pelos, pero sigue siendo una buena pregunta …

Otra pregunta es ¿por qué no podemos usar la gravedad para crear energía como lo hace el sol, pero a menor escala, aquí en la tierra? Si pudiéramos usar la gravedad para generar calor, no necesitaríamos combustibles fósiles. No sería la gravedad misma la que creara el calor, sino la gravedad que se usa como un “inicio de la reacción” para que los procesos nucleares puedan hacerse cargo. ¿Podría usarse la gravedad para crear una pequeña estrella productora de energía, del tamaño de un campo de fútbol o incluso un sello o centavo que podría sostener en la mano? Aparentemente, no hay suficiente masa para que la gravedad haga su trabajo … de ahí que el sol sea tan grande …

Siempre me ha interesado el National Ignition Facility en California, donde su objetivo es crear una pequeña estrella, aquí en la tierra. No estoy seguro si involucran gravedad, probablemente no: inician la reacción probablemente por otros medios, como los láseres de alta potencia. Pero no estoy familiarizado al 100 por ciento con él. El problema con la gravedad es que para que sea poderoso, debes tener mucha masa. Pequeñas masas como plumas flotando en el aire muestran que la gravedad no hace mucho cuando no hay suficiente masa involucrada.

Lástima, ya que entonces podríamos usar la gravedad (si afectó a pequeñas masas más) para alimentar nuestros automóviles y casas y calentar nuestros edificios comerciales, simplemente poniendo masa en una determinada configuración que luego estimuló una reacción nuclear y generó calor, no directamente debido a la gravedad, pero porque la gravedad indirectamente causó que sucediera algo más (reacción nuclear) que luego creó calor.

Respuesta corta: no crea calor directamente, pero indirectamente puede hacer que se expulse el calor si se genera alguna otra reacción que crea calor, como en el Sol, donde tienen lugar las reacciones nucleares.

Y NIF aparentemente no usa la gravedad entonces, pero los láseres … lástima que no pudiéramos usar la gravedad, me encantaría …

Sería realmente genial si todo lo que necesitáramos hacer para crear calor, es la presión hidrostática: cree un vaso de precipitados muy alto de miles de metros de altura con solo agua, y en el fondo del vaso de precipitados, toda la presión hidrostática de la gravedad crea ¿calor? Aparentemente no es tan simple, pero sería bueno si fuera … es decir, en el fondo del océano con toda esa presión hidrostática, ¿por qué no se produce calor (significativo)? Esta pregunta se ha hecho varias veces en Internet y también tiene diferentes respuestas.

¿La gravedad crea energía térmica? La gravedad realiza una función principal que implica el mantenimiento de la materia, pero no, la gravedad normalmente no genera calor. Sin embargo, el fenómeno que llamamos gravitación es la interferencia a los requisitos de gravedad de los cuerpos que interactúan, por lo tanto, debido al efecto termodinámico gravitacional, el GTE es el precursor de la energía térmica. El carbono o el hidrógeno que se combinan con el oxígeno produce calor en forma de fuego debido al GTE; al igual que otros fenómenos que ahora se denominan anomalías. La explicación de tales asuntos puede ser muy extensa, como lo demuestra mi libro titulado “Examinando la gravedad y la gravitación”. Proporcionar la física correspondiente a los mismos “. Su contenido solo pretende ser una ventana a lo actualmente desconocido y brinda a los físicos la oportunidad de expandir y mejorar la información que contiene. Si está interesado en obtener más conocimientos sobre la gravedad, el libro mencionado está disponible a bajo costo en Glasstree Publications.

Como el calor es una forma de energía, la primera ley de la termodinámica establece que nada puede crearlo literalmente. Por el contrario, puede convertir otra forma de energía en calor. El calor es comúnmente causado por vibraciones en los electrones. Vibran para absorber ciertas cosas, como la luz, por lo que un objeto se calentará más cuando se exponga a la luz. La gravedad puede juntar objetos, creando presión y, por lo tanto, calor, o como en el sol donde las partículas se unen y causan reacciones de fusión. Entonces la gravedad puede causar calor, no crearlo.

No directamente, no.

La gravedad proporciona una forma de almacenar / convertir energía. La conversión de energía generalmente implica alguna pérdida, que incluye tanto el sonido como el calor.

Al frenar las “torres gemelas” cuando cayeron, convirtió una gran cantidad de energía potencial en calor, de modo que el vidrio se fundió y permaneció caliente durante mucho tiempo con el resto del edificio como aislamiento.

Esto es en parte por qué el magma de la Tierra permanece fundido, eso y el “reactor nuclear” de metales pesados ​​en su núcleo.

Las “estrellas fugaces” se calientan porque obligan al aire a moverse “más rápido que la velocidad del sonido” frente a ellas. Esto requiere una onda de choque, que aumenta la presión (y, en consecuencia, la temperatura), para que la velocidad del sonido aumente y el aire pueda salir del camino. Entonces, la conversión del potencial gravitacional (caída), tanto calienta el aire (NO cae) como el objeto mismo.

No lo hace La gravedad es una fuerza cinemática: simplemente te empuja hacia abajo.

¡Sin embargo, puede causar calor! Al tirar del material puede causar presión, creando calor. Alternativamente, puede causar una combustión que produce calor, como los procesos que ocurren en nuestro propio sol.

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En cierto modo sí. Io orbita alrededor de Júpiter y, a medida que lo hace, se estira y encoge durante su órbita debido al cambio del campo gravacional en él. Esto se convierte en calor en su núcleo, lo que lo convierte en el objeto volcánico más activo del sistema solar.

La gravedad presiona los átomos juntos. Suficiente gravedad y puedes fusionar hidrógeno y liberar calor en el proceso (eso es lo que está sucediendo en el núcleo del Sol)

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