Cuando estamos hablando en termodinámica, se menciona con frecuencia la entropía. La entropía de un sistema es un tipo de medida de energía no disponible en un sistema termodinámica o cerrado que también se suele considerar como una medida del trastorno del sistema. Se trata de una propiedad del estado del sistema que van variando de forma directa con cualquier cambio, siempre y cuando sea reversible en el calor del sistema o inversamente con la temperatura del mismo.
En este artículo vamos a contarte todo lo que debes saber sobre la entropía y te vamos a dar algunos ejemplos en la vida cotidiana.
Definición de entropía
Sabemos que es la medida de la energía que no está disponible dentro de un sistema termodinámica cerrado. Una de la forma de utilizar la entropía es para medir el trastorno de un sistema. Es decir, el caos dentro de un sistema es debido a través de la entropía. Normalmente, a medida que la temperatura aumenta o disminuye es cuando existen mayores cambios en las moléculas y átomos que componen un sistema.
Si definimos entropía en términos más sencillos podemos decir que es la degradación de la materia y la energía en el universo a un estado último de uniformidad inerte.
Características principales
Vamos a ver cuáles son las principales características que engloba a la entropía. Tiene tres características principales. Una de ellas es que la entropía de un sistema aumenta cuando se suministra calor en un sistema independientemente de que la temperatura también uno como consecuencia. Es decir, en cualquier sistema en el que introducimos calor, la entropía del sistema aumenta.
Cuando introducimos calor en un ecosistema, si la temperatura cambiara o no, la entropía disminuye cuando este calor es rechazado. En todos los procesos que son adiabáticos el valor de la entropía se mantiene constante en el tiempo. La forma de medir la entropía se debe hacer con mucho cuidado. Y es que, cuando se mide se deben tomar decisiones arbitrarias y algunas de ellas pueden ser evitadas. Por ejemplo, la unidad de granularidad, tomando lo que se denomina tasa de entropía, pero algunas otras limitaciones son insuperables.
Vamos a poner un ejemplo para aclarar esto mejor. Si tenemos que hacer una elección sobre cómo describir ciertos eventos que ocurren dado que la entropía no es invariable, se puede describir el mismo objeto de la misma forma. Esto es una limitación mayor a la limitación común y generalmente se reconoce que para medir la entropía se tiene que conocer el dominio del problema que se va a tratar.
Sin embargo, podemos definir la entropía como una función extremadamente simple. Tan solamente cuenta con un logaritmo involucrado y la cantidad de cosas que tienen ciertas propiedades de interés.
Propiedades de la entropía
Vamos a comenzar a describir cuáles son las propiedades más significativas de la entropía nuestra experiencia cotidiana. Se pueda presentar como algo que no tiene peso y que puede fluir en cada cosa de nuestro mundo. Es una propiedad que tienen que ver con la cantidad de materia que hay en un cuerpo lo cual se refiere a una región del espacio y puede ser tratada básicamente como una sustancia. De esta manera, la entropía se puede distribuir en un área de la materia, acumularse de manera inversa o directa. También puede ser extraída, descomprimida o transferida a otro objeto. De esta forma, podemos asociarla con la energía propia.
Sabemos que la entropía cambia el estado de un objeto de manera significativa. Cuando un material tienen poca cantidad, se percibe como frío. Si el mito material contienen más y más cantidad entropía se puede percibir como pidió incluso caliente. Por esto sabemos que juega un papel fundamental en todos los aspectos térmicos y se puede considerar como la causa de dichos efectos. Sin esta medida no existe temperatura ni calor. Normalmente tiende a extenderse en a lo largo de un cuerpo homogéneo y se va destruyendo de forma automática más o menos rápida y uniforme en todo el volumen.
En este proceso, podemos ver que la entropía fluye desde el cuerpo más caliente al más frío. Existen sustancias que son buenas conductoras como lo es la plata, el cobre, el diamante y el aluminio y otras que son malas conductoras y que hace fluir de manera más lenta como es la madera, plásticos o el aire. Mientras que la vida cotidiana utilizamos los buenos conductores para transferirla, utilizamos los malos conductores como aislantes.
En la bobina de calefacción de una planta eléctrica se produce una gran cantidad entropía. También se producen en la llama de un quemador de fuel y en las superficies de fricción de un sistema de frenos de discos. Otro de los lugares donde se genera gran cantidad es en los músculos de un atleta que está en continuo movimiento. Lo mismo ocurre en el cerebro. Cuando estamos pensando se produce gran cantidad entropía.
Temperatura y naturaleza
Prácticamente sabemos que la producción ocurre en toda situación de la naturaleza. En cualquier situación en la que se da un cambio existe entropía de por medio. La característica más sorprendente que tiene es que se produce prácticamente en todos los procesos que tienen lugar en la vida ya sea en cantidades pequeñas o grandes. No se conoce ningún mecanismo en la actualidad por el cual, una vez que la cantidad entropía se ha producido, no se puede destruir. La cantidad total existente sólo puede aumentar y nunca disminuir.
Cualquier proceso que generen entropía no puede devolver dicha energía ya que es un sistema irreversible. Esto no quiere decir que el cuerpo nos pueda volver a alcanzar su estado inicial, solamente que esta cantidad de calor abandona su cuerpo. La afirmación de que aumenta pero no disminuye es lo que viene contenido en la segunda ley de la termodinámica. De no haber un lugar donde depositar la entropía, no es posible que el cuerpo pueda retornar a su estado inicial.
Como pueden ver, es una características bastante difícil de describir pero de gran utilidad en el día a día. Espero que con esta información puedan conocer más sobre este tema.