Entropia

Entropía

El concepto de “entropía” es equivalente al de “desorden”. Así, cuando decimos que aumentó la entropía en un sistema, significa que creció el desorden en ese sistema. Y a la inversa: si en un sistema disminuyó la entropía, significa que disminuyó su desorden.

La medida de la entropía permite establecer el “orden” que posee un sistema en determinada instancia, respecto al que poseía o pudo haber poseído en otra. Así, podría determinarse la diferencia de “entropía” para la formación o constitución de un sistema a partir de sus componentes desagregados, y también para cualquier proceso que pueda ocurrir en un sistema ya constituido.

La entropía también es una magnitud que mide la parte de la energía que NO puede utilizarse para realizar un TRABAJO

El grado de DESORDEN que poseen las moléculas de un cuerpo

S=Si-Sf

Donde

S= Entopía

Si= Entropia Inicial

Sf= Entropia Final

Por lo que la entropía es el cambio de condiciones de un sistema

La entropía es un proceso irreversible: No implica que el sistema no pueda volver a su estado inicial, solo que no es posible volver por el mismo camino.

Fórmulas:

D(lnP)=b •q

o expresando en términos de la temperatura T.

A (k ln P) = q / T

Tenemos una relación entre una cantidad microscópica (el número de microestados P) y dos cantidades macroscópicas: la energía transferida q y la temperatura T. La parte derecha de la igualdad es la definición termodinámica de variación de entropía DS.

Llegamos así a la definición de entropía en términos del número de micoroestados P asociados con un macroestado dado del sistema

S= k ln P

A continuación se muestra un video en el cual se analiza en concepto de entropía, cuestionando la idea de los creacionistas y también se observa claramente como funciona la entropía con el caso de un cubo de hielo en un vaso con agua a temperatura ambiente.

Ecuaciones

Esta idea de desorden termodinámico fue plasmada mediante una función ideada por Rudolf Clausius a partir de un proceso cíclico reversible. En todo proceso reversible la integral curvilínea de sólo depende de los estados inicial y final, con independencia del camino seguido (δQ es la cantidad de calor absorbida en el proceso en cuestión y T es la temperatura absoluta). Por tanto, ha de existir una función del estado del sistema, S=f(P,V,T), denominada entropía, cuya variación en un proceso reversible entre los estados 1 y 2 es:

.

Téngase en cuenta que, como el calor no es una función de estado, se usa δQ, en lugar de dQ.

La entropía física, en su forma clásica, está definida por la ecuación siguiente:

o, más simplemente, cuando no se produce variación de temperatura (proceso isotérmico):

donde S es la entropía, la cantidad de calor intercambiado entre el sistema y el entorno y T la temperatura absoluta en kelvin.

Unidades: S=[cal/K]

Los números 1 y 2 se refieren a los estados iniciales y finales de un sistema termodinámico.

Significado

El significado de esta ecuación es el siguiente:

Cuando un sistema termodinámico pasa, en un proceso reversible e isotérmico, del estado 1 al estado 2, el cambio en su entropía es igual a la cantidad de calor intercambiado entre el sistema y el medio dividido por su temperatura absoluta.

De acuerdo con la ecuación, si el calor se transfiere al sistema, también lo hará la entropía, en la misma dirección. Cuando la temperatura es más alta, el flujo de calor que entra produce un aumento de entropía menor. Y viceversa.

Las unidades de la entropía, en el Sistema Internacional, son el J/K (o Clausius), definido como la variación de entropía que experimenta un sistema cuando absorbe el calor de 1 Julio (unidad) a la temperatura de 1 Kelvin.

Cuando el sistema evoluciona irreversiblemente, la ecuación de Clausius se convierte en una inecuación:

Siendo

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