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JUÁREZ RIVERA JOSÉ LUIS

ENTROPÍA

La definición más elemental de este concepto es la siguiente: Entropía es el grado de desorden que tiene un sistema. Al mirar las bellezas de la naturaleza, es fácil reconocer que los eventos de los procesos naturales tienen entre sí un gran factor común. Por ejemplo, el espacio entre los árboles en un bosque es al azar. Si se encuentra un bosque donde todos los árboles están igualmente espaciados, es muy probable que se concluya que el bosque fue plantado por la mano del hombre. Se pueden expresar estos resultados diciendo que un arreglo desordenado es más probable que uno ordenado, si se dejan actuar las leyes de la naturaleza sin interferencia. En mecánica estadística, el comportamiento de una sustancia se describe en términos del comportamiento estadístico de los átomos y moléculas de una sustancia. Uno de los principales resultados de este tratamiento es que: “los sistemas aislados tienden al desorden y la entropía es una medida de ese desorden”. Por ejemplo, si todas las moléculas de gas en el aire de una habitación se movieran juntas en filas, este seria un estado muy ordenado, pero el más improbable. Si se pudieran ver las moléculas, se observaría que se mueven azarosamente en todas las direcciones, encontrándose unas con otras, cambiando sus velocidades después de chocar, moviéndose unas más rápidas que otras. Este es un estado muy desordenado y el más probable. Todos los estados físicos tienden al estado más probable y ese siempre es el que tiende a aumentar el desorden. El cambio de entropía de un sistema para ir de un estado inicial a otro final tiene el mismo valor para todas las trayectorias que conectan a los estados. Es decir: “el cambio en la entropía de un sistema sólo depende de las propiedades de los estados de equilibrio inicial y final”. En el caso de un proceso reversible y adiabático, no se transfiere calor entre el sistema y sus alrededores, y por lo tanto, en este caso ∆S = 0. Como no hay cambio en la entropía, un proceso adiabático también se conoce como un proceso isentrópico (de igual entropía).

La entropía es nula cuando la certeza es absoluta, y alcanzará un máximo cuando el sistema se acerca al equilibrio. Cuando la entropía sea máxima en el universo, esto es, exista un equilibrio entre todas las temperaturas y presiones, llegará la muerte térmica del universo. Toda la energía se encontrará en forma de calor y no podrán darse transformaciones energéticas. “El orden de un cuerpo puede aumentar, pero a condición de que la cantidad de desorden a su alrededor aumente en una cantidad mayor. Esto es lo que le sucede a un ser vivo. Podríamos definir la vida como un sistema ordenado que puede sostenerse contra la tendencia al desorden, y que puede reproducirse. Es decir, que puede formar sistemas ordenados similares, pero independientes. El sistema debe convertir energía partiendo de una forma ordenada en energía desordenada. De esta manera el sistema puede satisfacer el requisito de que la cantidad de desorden aumente, mientras que, al mismo tiempo, aumenta el orden en sí mismo y en su descendencia.” (Stephen Hawking) La entropía se produce fácilmente. Por ejemplo, en la bobina de calefacción de una placa eléctrica, se produce una gran cantidad de entropía; también se produce en la llama de un quemador de fuel y en las superficies en fricción de un sistema frenos de disco, también existe en los músculos de un atleta que corre, en el cerebro quien está pensando; prácticamente la producción de entropía ocurre en toda situación de la naturaleza, en la que se da un cambio. La característica más sorprendente de la entropía es la siguiente: No obstante, la entropía se produce prácticamente en todos los procesos ya sea en cantidades pequeñas o grandes, no se conoce ningún mecanismo por el cual, una vez que la cantidad de entropía se ha producido, se pueda destruir. La entropía total existente solo puede aumentar y nunca disminuir.

Cuando en un proceso se crea entropía, el proceso no puede revesarse, proceso no se puede devolver, a lo cual nos referiremos como irreversible. Esto no significa, sin embargo, que dicho cuerpo no pueda nuevamente alcanzar su estado inicial, solamente significa que la entropía producida debe abandonar el cuerpo. De no existir dónde depositar la entropía, no es posible que el cuerpo retorne a su estado inicial. La afirmación de que la entropía aumenta, pero nunca disminuye es el contenido de la segunda ley de la termodinámica.

Rodríguez, J. A. (06 de octubre de 2016). http://www.cie.unam.mx/. Obtenido de http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Curso%20Mabe%20Termo/Introducci%C3%B3n%20a%20la%20 Termodinamica.pdf