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ENTROPIA (SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA)

CONCEPTO:
Entropía es un concepto en termodinámica, mecánica estadística y teoría de la información. La entropía se concibe como una "medida del desorden" o la "peculiaridad de ciertas combinaciones". Como la entropía puede ser considerada una medida de la incertidumbre, y la información tiene que ver con cualquier proceso que permite acotar,reducir o eliminar la incertidumbre; resulta que el concepto de información y el de entropía están ampliamente relacionados entre sí, aunque se tardó años en el desarrollo de la mecánica estadística y la teoría de la información para hacer esto aparente.
Este artículo versa sobre la entropía, en la formulación que hace de ella la teoría de la información. Esta entropía se llama frecuentementeentropía de Shannon, en honor a Claude E. Shannon.
HISTORIA DE LA ENTROPIA:
El concepto de entropía desarrollado en respuesta a la observación de que una cierta cantidad de energía liberada de funcionales reacciones de combustión Siempre se pierde debido a la disipación o la fricción y por lo tanto no se transforma en trabajo útil . Los primeros motores de calor como Thomas Savery (1698), el Newcomenmotor (1712) y el Cugnot de vapor de tres ruedas (1769) eran ineficientes, la conversión de menos de dos por ciento de la energía de entrada en producción de trabajo útil; una gran cantidad de energía útil se disipa o se pierde en lo que parecía un estado de aleatoriedad inconmensurable. Durante los próximos dos siglos, los físicos investigaron este enigma de la energía perdida, el resultado fue elconcepto de entropía.
En la década de 1850, Rudolf Clausius establecido el concepto de la sistema termodinámico y postula la tesis de que en cualquier proceso irreversible una pequeña cantidad de energía térmica δQ se disipa gradualmente a través de la frontera del sistema. Clausius siguió desarrollando sus ideas de la energía perdida, y acuñó el término "entropía". Durante el próximo mediosiglo se llevó a cabo un mayor desarrollo, y más recientemente el concepto de entropía ha encontrado aplicación en el campo análogo de pérdida de datos en los sistemas de transmisión de información.
ENUNCIADOS CLASICOS:
La segunda ley de la termodinámica ha sido expresada de muchas maneras diferentes. Sucintamente, la termodinámica clásica la ha expresado así:
«Es imposible un proceso cuyo únicoresultado sea la transferencia de energía en forma de calor de un cuerpo de menor temperatura a otro de mayor temperatura».
Enunciado de Clausius.
«Es imposible todo proceso cíclico cuyo único resultado sea la absorción de energía en forma de calor procedente de un foco térmico (o reservorio o depósito térmico), y la conversión de toda ésta energía en forma de calor en energía en forma detrabajo».
Enunciado de Kelvin-Planck.
Algunos corolarios del principio, a veces empleados como enunciados alternativos, serían:
«Ningún proceso cíclico es tal que el sistema en el que ocurre y su entorno puedan volver a la vez al mismo estado del que partieron».
«En un sistema aislado, ningún proceso puede ocurrir si a él se asocia una disminución de la entropía total del sistema.»
Corolario delprincipio, debido a Clausius.
Visualmente, el segundo principio se puede expresar imaginando una caldera de un barco de vapor. Ésta no podría producir trabajo si no fuese porque el vapor se encuentra a temperaturas y presión elevadas comparados con el medio que la rodea.
Matemáticamente, se expresa así:

donde S es la entropía y el símbolo de igualdad sólo existe cuando la entropía se encuentra ensu valor máximo (en equilibrio).
ENTROPIA EN MECANICA:
Si para un sistema de partículas en equilibrio térmico se conoce la función de partición Z, dada por los métodos de la mecánica estadística clásica se puede calcular la entropía mediante:

Donde kB es la constante de Boltzmann, T la temperatura y las probabilidades Pj que aparecen en el sumatorio vienen dadas por la temperatura y la...