La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. Es una magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso natural, alcanzando un máximo cuando el sistema alcanza el equilibrio. La entropía puede interpretarse como una medida del desorden o distribución aleatoria de un sistema. Los procesos adiabáticos son aquellos en los que el sistema no intercambia calor con su entorno
Entropía. Un concepto que muchas veces no se entiende. Vamos a explicarlo con ejemplos para que se entienda de forma sencilla. Entropía y Termodinámica.
Entropía. Un concepto que muchas veces no se entiende. Vamos a explicarlo con ejemplos para que se entienda de forma sencilla. Entropía y Termodinámica.
Introdución al Emprendimiento
Video Conferencia del Salón Global de Innovación MEI
Lunes 4 de marzo, 2013. 3:00 PM Hora Centro de México
Expositor: José Luis López
Como parte del programa del Salón Global de Innovación de Mexicanos Expresando sus Ideas (MEI), el emprendedor y fundador de nContacto, José Luis López, presentó esta conferencia virtual a los alumnos y personal docente de la Universidad Tecnológica del Norte de Aguascalientes (UTNA, México) y en transmisión simultanea abierta al público a través de LiveStream.com
Estratègies d’obtenció d’informació a les xarxes socials i gestió de atenció ciutadana en l’entorn de comunicació 2.0, Ajuntament de Barcelona, 14 de novembre de 2013
Alumno: Dikember Coa
Escuela: Mecánica III
Prof: Ranielina Rondón- SAIA
Instituto Universitario de Tecnología "Antonio José de Sucre" Ampliación Guarenas
1. Entropía
Para otrosusosde este término,véase Entropía (desambiguación).
En termodinámica,laentropía(simbolizadacomo S) esuna magnitudfísicaque,mediante
cálculo,permite determinarlaparte de la energíaque no puede utilizarse para
producirtrabajo.Es una funciónde estado de carácter extensivoysuvalor,enun sistema
aislado,crece enel transcursode un procesoque se dé de formanatural.La entropíadescribe
loirreversiblede lossistemas termodinámicos.Lapalabraentropía procede
del griego(ἐντροπία) ysignificaevoluciónotransformación.Fue Rudolf Clausius quienle dio
nombre y ladesarrollódurante ladécadade 1850;1 2
y LudwigBoltzmann,quienencontróen
1877 la manerade expresarmatemáticamente esteconcepto,desde el puntode vistade la
probabilidad.3
Desigualdad de Clausius
La igualdad y la desigualdad anteriores son válidas para el caso de que haya sólo dos
focos térmicos. Pero, ¿qué ocurre si tenemos más de dos?
Si el sistema evoluciona variando su temperatura en varios pasos, a base de ponerse
en contacto con distintos ambientes a diferentes temperaturas, intercambiará calor
con cada uno de ellos, y ya no podremos hablar simplemente de Qc y Qf, sino que
tendremos una serie de calores Q1, Q2, Q3,… que entran en el sistema desde focos a
temperaturas T1, T2, T3,….
En este caso, demostraremos más adelante que la desigualdad correspondiente,
conocida como desigualdad de Clausius, es
Donde de nuevo, la igualdad corresponde a ciclos reversibles y la desigualdad a
irreversibles.
Podemos generalizar aun más este resultado: supongamos que la temperatura del
ambiente no cambia a saltos, sino que va variando gradualmente de forma continua.
Podemos modelar esto como un conjunto infinito de baños térmicos, situados a
temperaturas que varían en una cantidad diferencial (por ejemplo, que en un
momento está en contacto con un baño a 25.00°C y posteriormente con uno a
temperatura 24.99°C).
La cantidad de calor que entrará en el sistema desde cada uno de estos baños será una
cantidad diferencial dQ. La razón es que si el punto por el que entra el calor ha
2. alcanzado el equilibrio con un baño a 25.00°C y posteriormente se pone en contacto
con uno a temperatura 24.99°C, la cantidad de calor que fluirá como consecuencia de
la diferencia de temperaturas será minúscula.
La suma de una cantidad infinita de pasos diferenciales no es más que una integral, por
lo que la desigualdad de Clausius se escribe para un proceso continuo como
Donde la igualdad corresponde a ciclos reversibles y la desigualdad a irreversibles.
ENTROPIA Y SUS CAMBIOS
ENTROPÍA
La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. En
termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la
parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de
estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso
de un proceso que se dé de forma natural. La palabra entropía procede del griego
(ἐντροπία) y significa evolución o transformación.
Cuando se plantea la pregunta: ¿por qué ocurren los sucesos de la manera que
ocurren, y no al revés? se busca una respuesta que indique cuál es el sentido de los
sucesos en la naturaleza. Por ejemplo, si se ponen en contacto dos trozos de metal con
distinta temperatura, se anticipa que finalmente el trozo caliente se enfriará, y el trozo
frío se calentará, logrando al final una temperatura uniforme. Sin embargo, el proceso
inverso, el trozo caliente calentándose y el trozo frío enfriándose es muy improbable a
pesar de conservar la energía. El universo tiende a distribuir la energía uniformemente;
es decir, a maximizar la entropía.
La función termodinámica entropía es central para la segunda Ley de la
Termodinámica. La entropía puede interpretarse como una medida de la distribución
aleatoria de un sistema. Se dice que un sistema altamente distribuido al azar tiene alta
entropía. Puesto que un sistema en una condición improbable tendrá una tendencia
3. natural a reorganizarse a una condición más probable (similar a una distribución al
azar), esta reorganización resultará en un aumento de la entropía. La entropía
alcanzará un máximo cuando el sistema se acerque al equilibrio, alcanzándose la
configuración de mayor probabilidad.
La entropía, coloquialmente, puede considerarse como el desorden de un sistema, es
decir, cuán homogéneo está el sistema. Un ejemplo doméstico, sería el de lanzar un
vaso de cristal al suelo, este tenderá a romperse y esparcirse mientras que jamás
conseguiremos que lanzando trozos de cristal se forme un vaso.
Otro ejemplo domestico: Tenemos dos envases de un litro de capacidad conteniendo,
respectivamente, pintura blanca y pintura negra. Con una cucharita, tomamos pintura
blanca, la vertemos en el recipiente de pintura negra y mezclamos. Luego tomamos
con la misma cucharita pintura negra, la vertemos en el recipiente de pintura blanca y
mezclamos. Repetimos el proceso hasta que tenemos dos litros de pintura gris, que no
podremos reconvertir en un litro de pintura blanca y otro de pintura negra. La entropía
del conjunto ha ido en aumento hasta llegar a un máximo cuando los colores de ambos
recipientes son sensiblemente iguales (sistema homogéneo).
La variación de entropía nos muestra la variación del orden molecular ocurrido en una
reacción química. Si el incremento de entropía es positivo, los productos presentan un
mayor desorden molecular (mayor entropía) que los reactivos. En cambio, cuando el
incremento es negativo, los productos son más ordenados. Hay una relación entre la
entropía y la espontaneidad de una reacción química, que viene dada por la energía de
Gibbs.
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.
Sólo se pueden calcular variaciones de entropía. Para calcular la entropía de un
sistema es necesario fijar la entropía del mismo en un estado determinado. La Tercera
ley de la termodinámica fija un estado estándar: para sistemas químicamente puros,
sin defectos estructurales en la red cristalina, de densidad finita, la entropía es nula en
el cero absoluto (0 K).
4. Proceso adiabático
En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema
termodinámico (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no
intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se
conoce como proceso isotrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima
transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se
denomina proceso isotérmico.
El término adiabático hace referencia a volúmenes que impiden la transferencia
de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.
Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría
alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los
procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no
hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su
humedad relativa.
El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren
debido al cambio en la presión de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de
los gases ideales.
En otras palabras se considera proceso adiabático a un sistema especial en el cual no
se pierde ni tampoco se gana energía calorífica. Esto viene definido según la primera
ley de termodinámica describiendo que Q=0
Si se relaciona el tema del proceso adiabático con las ondas, se debe tener en cuenta
que el proceso o carácter adiabático solo se produce en las ondas longitudinales