El documento resume conceptos clave de la termodinámica y la teoría del caos. Explica que la entropía mide el desorden en un sistema y aumenta para procesos naturales según la segunda ley de la termodinámica. También clasifica sistemas dinámicos como estables, inestables o caóticos, y señala que el tiempo atmosférico es un sistema caótico debido a su alta sensibilidad a condiciones iniciales.

1. Profesor: Ignacio Espinoza Braz Colegio Adventista Arica Subsector de Física Arica

2. Una forma general de obtener la segunda ley de la termodinámica fue introducida por Clasius en 1865, en términos de una cantidad que le llamó entropía . La entropía indica una medida para expresar cómo la energía útil se transforma en otro tipo de energía. Más tarde, Boltzmann reformuló el concepto, diciendo que la entropía es una medida del desorden el universo.

3. Para un proceso reversible cuasiestático entre dos estados de equilibrio, si Q es el calor absorbido o liberado por el sistema durante algún intervalo pequeño de la trayectoria, el cambio de entropía, ∆S , está dado por el calor transferido, Q , y la temperatura absoluta T del sistema, en ese intervalo, a partir de: Si el sistema absorbe calor, Q es positivo y la entropía aumenta. Si el sistema libera calor, Q es negativo y la entropía disminuye. Si ∆S = 0 será un proceso ideal. Los procesos reales tienen ∆S > 0

4. De acuerdo a lo anterior, la segunda ley de la termodinámica indica que la entropía total de cualquier sistema más la de sus alrededores aumenta como resultado de cualquier proceso natural.

5. Caos es la denominación de la rama de las matemáticas, la física y otras ciencias, que trata ciertos tipos de sistemas dinámicos muy sensibles a las variaciones en las condiciones iniciales. Las variaciones en dichas condiciones iniciales, pueden implicar grandes diferencias en el comportamiento futuro; complicando la predicción a largo plazo.

6. Los sistemas dinámicos se pueden clasificar básicamente en: Estables Inestables Caóticos Un sistema estable tiende a lo largo del tiempo a un punto, u órbita.

7. Un sistema inestable se escapa de los atractores (es cuando el sistema es atraído hacia un tipo definido de movimiento. Y un sistema caótico manifiesta los dos comportamientos. Por un lado, existe un atractor por el que el sistema se ve atraído, pero a la vez, hay "fuerzas" que lo alejan de éste.

8. De esa manera, el sistema permanece confinado en una zona de su espacio de estados, pero sin tender a un atractor fijo.

9. El tiempo atmosférico (no confundir con el clima), además de ser un sistema dinámico, es muy sensible a los cambios en las variables iniciales, lo que hace del tiempo un sistema apropiado para trabajarlo con matemática caótica. La precisión de las predicciones meteorológicas es relativa, y los porcentajes anunciados tienen poco significado sin una descripción detallada de los criterios empleados para juzgar la exactitud de una predicción.

10. Un fractal es un objeto semi geométrico cuya estructura básica, fragmentada o irregular, se repite a diferentes escalas. El término fue propuesto por el matemático Benoît Mandelbrot en 1975 y deriva del Latín fractus, que significa quebrado o fracturado. Muchas estructuras naturales son de tipo fractal.