Entropia

Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Naucalpan

Segunda Ley Termodinámica:
La entropía



Segunda ley de la termodinámica

Contrario a lo que la primera ley implica solo pueden ocurrir ciertos tipos de transformación de energía. La segunda ley establece cuales procesos pueden ocurrir y cuáles no en la naturaleza estosson ejemplos de procesos que son consistentes con la primera ley pero que proceden bajo los regímenes de la segunda ley.
El segundo principio de la termodinámica o segunda ley de la termodinámica,1 expresa que:
* La cantidad de entropía del universo tiende a incrementarse en el tiempo.
Es una de las leyes más importantes de la física; aún pudiéndose formular de muchas maneras todas llevan ala explicación del concepto de irreversibilidad y al de entropía. Este último concepto, cuando es tratado por otras ramas de la física, sobre todo por la mecánica estadística y la teoría de la información, queda ligado al grado de desorden de la materia y la energía de un sistema. La termodinámica, por su parte, no ofrece una explicación física de la entropía, que queda asociada a la cantidad deenergía no utilizable de un sistema. Sin embargo, esta interpretación meramente fenomenológica de la entropía es totalmente consistente con sus interpretaciones estadísticas. Así, tendrá más entropía el agua en estado gaseoso con sus moléculas dispersas y alejadas unas de las otras que la misma en estado líquido con sus moléculas más juntas y más ordenadas
* Cuando dos objetos a diferentestemperaturas se ponen en contacto térmico entre sí, la energía térmica siempre fluye del objeto más caliente al más pequeño y no del más frio al más caliente.
* Una bola de hule que se deja caer al suelo rebota varias veces hasta que se queda en reposo, pero nunca la bola en el suelo comienza a votar por si sola.
Estos son ejemplos de procesos irreversibles por lo que nunca se invierten ya que si lohicieran violarían la segunda ley.
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Proceso reversible

Se denominan procesos reversibles a aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinámico desde un estado de equilibrio1inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio.
De una manerasimplificada, se puede decir que un proceso reversible es aquel proceso que, después de ser llevado de un estado inicial a uno final, puede retomar sus propiedades originales.
Estos procesos son procesos ideales,2 ya que el tiempo necesario para que se establezcan esos infinitos estados de equilibrio intermedio sería infinito.
La variación de las variables de estado del sistema,3 entre uno de estosestados de equilibrio intermedio y el sucesivo es una variación infinitesimal, es decir, la diferencia que hay entre el valor de una de las variables en un estado y el siguiente es un infinitésimo
Un proceso reversible es aquel en que se puede hacer que el sistema vuelva a su estado original, sin variación neta del sistema ni del medio exterior.

Procesos Irreversibles

Es aquel sistema y susalrededores los cuales no pueden regresar a sus estados iníciales.
En tales procesos, el sistema pasa de un estado inicial a un final mediante procesos de no equilibrio.
Un proceso irreversible es aquél en que tras pasar del estado inicial al estado final es imposible volver al estado inicial sin producir algún cambio en el entorno. Se dice entonces que el retorno al estado inicial necesitacompensación. Claramente un proceso reversible será entonces aquél en que no se necesite compensación para volver al estado inicial. Es evidente que un proceso cuasi-estático siempre será reversible ya que en todo momento el sistema se encuentra en estados de equilibrio.

Entropía

Se le llama entropía a la medida del orden de un sistema. Un sistema que tiene un cierto orden identificable se dice...