El documento trata sobre el concepto de entropía en termodinámica. Explica que la entropía es la energía no utilizable en un proceso termodinámico. Luego describe que la entropía global de un sistema es la suma de la entropía del sistema más la de los alrededores, y que a pesar de asociarse con el desorden, la entropía a veces aumenta con la aparición de fases ordenadas. Finalmente, establece una relación entre la entropía física y la entropía de la teoría de la información.

1. La entropía: es aquella energía que no es utilizable
ante el advenimiento de un proceso termodinámico, por
ejemplo, la puesta en circulación de una determinada
cantidad de energía a partir de la reacción de uno o más
elementos. Así, en términos más cercanos al léxico
común, la entropía podría ser descripta como la energía
que resulta desechable ante un proceso termodinámico,
aquella energía que no es utilizada y que por tanto no es
considerada útil para tal proceso.
Entropía y reversibilidad: La entropía global del
sistema es la entropía del sistema considerado más
la entropía de los alrededores. También se puede
decir que la variación de entropía del universo, para
un proceso dado, es igual a su variación en el
sistema más la de los alrededores:
Entropía como creadora de orden
A pesar de la identificación entre la entropía y
el desorden, hay muchas transiciones de fase
en la que emerge una fase ordenada y al
mismo tiempo, la entropía aumenta.
La entropía como flecha del tiempo: Como se
demuestra en el Segundo Principio de la Termodinámica,
de los dos únicos sentidos en que puede evolucionar un
sistema el espontáneo es el que corresponde al estado del
universo con una igual o mayor entropía. Se entiende por
lo tanto que la entropía del universo tiene un único
sentido: es creciente. Es equiparable al paso del tiempo,
cuyo sentido a ojos de la vida humana es siempre el
mismo.
Relación de la entropía con la teoría de la información: recientes estudios han podido establecer una
relación entre la entropía física y la entropía de la teoría de la información gracias a la revisión de la física
de los agujeros negros. Según la nueva teoría de Jacob D. Bekenstein el bit de información sería
equivalente a una superficie de valor 1/4 del área de Planck. De hecho, en presencia de agujeros negros
la segunda ley de la termodinámica sólo puede cumplirse si se introduce la entropía generalizada o suma
de la entropía convencional (Sconv) más un factor dependiente del área total (A) de agujeros negros
existente en el universo,

2. se aplica a cualquier motor de ciclo real y supone para el ciclo un cambio negativo de la
entropía. Es decir, la entropía dada al medio ambiente durante el ciclo, es más grande que la
entropía transferida por el calor del foco caliente al motor. En el motor térmico simplificado,
donde se añade todo el calor QHa la temperatura TH, entonces para completar el ciclo se
añade al sistema una cantidad de entropía ΔS = QH/TH, que se obtiene del medio ambiente.
En general, la temperatura del motor será menor que TH al menos durante la parte del
tiempo en que se está añadiendo calor, y cualquier diferencia de temperatura supone un
proceso irreversible. En cualquier proceso irreversible se crea un exceso de entropía, y por
tanto se debe arrojar mas calor al foco frío, para deshacerse de esta entropía. Esto deja
menos energía para realizar trabajo.
La desigualdad de Clausius

3. Cambios de Entropía
la entropía aumenta al agregar energía térmica al sistema para cambiar de fase, de
tal manera que si el cambio de calor ocurre a presión constante, estamos hablando de
un cambio de entalpía. Cuando la entalpía de un sistema decrece a un valor en el que la
entropía alcanza un valor mínimo, a cero grados kelvin, se toma en consideración otro
principio, la tercera ley de la termodinámica, que establece:
A cero grados kelvin, la entropía de un cristal perfecto es igual a cero.
El cambio de la entropía depende del cambio de la entalpía en el sistema entre la
temperatura absoluta, debido a que entre menor sea ésta, mayor es el cambio en el
sistema:
∆Ssistema = ∆H
T
Los valores de la entropía son pequeños, por lo que se expresan en J/K mol, para un
mol de sustancia. Para el entorno, por consiguiente se tiene:
∆Sentorno = - ∆H
T

4. Y para el cambio total en condiciones estándares:
∆S0
universo = ∆S0
sistema + ∆S0
entorno
Para calcular el cambio de entropía de un sistema en el que ocurre una reacción
química:
aA + bB → cC + dD
∆S0
reacción = ∑ nS0
produtos – ∑nS0
reactivos
La entropía nos sirve para predecir la espontaneidad de una reacción química.

5. Proceso Adiabático.
En una transformación adiabática no se produce intercambio de calor del gas con el
exterior (Q = 0). Se define el coeficiente adiabático de un gas (γ) a partir de las
capacidades caloríficas molares tomando distintos valores según el gas sea monoatómico
o diatónico:
El gas se encuentra encerrado mediante un pistón en un recipiente de paredes
aislantes y se deja expansionar.
Expansión adiabática de un gas ideal.
Representación en un diagrama p-V: el
volumen aumenta y la presión y la
temperatura disminuyen.

6. En este caso varían simultáneamente la presión, el volumen y la temperatura, pero no son
independientes entre sí. Se puede demostrar usando el Primer Principio que se cumple:
Haciendo cambios de variable mediante de la ecuación de estado del gas ideal,
obtenemos las relaciones entre las otras variables de estado:
El trabajo realizado por el gas lo calculamos a partir de la definición, expresando la
presión en función del volumen:

7. Integrando se llega a:
La variación de energía interna se calcula usando la expresión general para un gas
ideal:
Aplicando el Primer Principio:
Es decir, en una expansión adiabática, el gas realiza un trabajo a costa de disminuir su
energía interna, por lo que se enfría.
En el proceso inverso, el gas se comprime (W<0) y aumenta la energía interna.
En esta tabla encontrarás un resumen de cómo calcular las magnitudes trabajo, calor y
variación de energía interna para cada transformación.