Entropía Relacionada al cambio, mudanza, evolución, desorden

Presentación del tema: "Entropía Relacionada al cambio, mudanza, evolución, desorden"— Transcripción de la presentación:

1 Entropía Relacionada al cambio, mudanza, evolución, desorden
El soporte fundamental de la Segunda Ley de la Termodinámica es la entropía Es una magnitud que nos entrega el grado de desorden o caos de un sistema. Si algo se ordena es porque recibe energía externa al sistema. “La evolución espontánea de un sistema aislado se traduce siempre en un aumento de su entropía el cual refleja la aleatoriedad del movimiento molecular.” Si un huevo cae y se rompe en el piso, es prácticamente imposible recolectar todas las moléculas del huevo y formar uno nuevo.

2 ESPONTANEO NO ESPONTANEO
Los procesos espontáneos tienden a aumentar la entropía hasta un valor máximo. ESPONTANEO NO ESPONTANEO Ejm: El flujo de calor irreversible, aumenta el desorden porque las moléculas inicialmente están clasificadas en regiones más calientes y más frías, este desorden se pierde cuando el sistema alcanza el equilibrio térmico. La adición de calor a un cuerpo aumenta su desorden porque aumenta las velocidades moleculares medias, por tanto la aleatoriedad del movimiento molecular. La expansión libre de un gas aumenta su desorden porque las moléculas tienen mayor aleatoriedad de posición después de la expansión.

3 La palabra entropía fue utilizada por Clausius en 1850 para calificar el grado de desorden de un sistema. Por tanto la segunda ley de la termodinámica está diciendo que los sistemas aislados tienden al desorden, a la entropía. Este desorden se grafica en la mayor o menor producción de energía disponible o no disponible, y sobre esta base, también podemos definir la entropía como el índice de la cantidad de energía no disponible en un sistema termodinámico dado en un momento de su evolución. Según esta definición, en termodinámica hay que distinguir entre energía disponible o libre, que puede ser transformada en trabajo y energía no disponible o limitada, que no puede ser transformada en él. Para comprender conceptualmente lo dicho, analicemos el ejemplo de un reloj de arena, que es un sistema cerrado en el que no entra ni sale arena.

4 La cantidad de arena en el reloj es constante; la arena ni se crea ni se destruye en ese reloj. Esta es la analogía de la primera ley de la termodinámica: no hay creación ni destrucción energía. Aunque la cantidad de arena en el reloj es constante, su distribución cualitativa está constantemente cambiando: la cavidad inferior se va llenando, mientras la cavidad superior se vacía. Esta es la analogía de la segunda ley de la termodinámica, en la que la entropía (que es la arena de la cavidad inferior) aumenta constantemente.                               La arena de la cavidad superior (la menor entropía) es capaz de hacer un trabajo mientras cae, como el agua en la parte superior de una catarata. La arena en la cavidad inferior (alta entropía) ha agotado su capacidad de realizar un trabajo. El reloj de arena no puede darse la vuelta: la energía gastada no puede reciclarse.

5 Cuando la entropía aumenta, la energía está menos disponible
Consideremos el ejemplo de mezclar agua caliente y agua fría. Agua fría Agua caliente Podemos usar estas aguas como dos depósitos caliente y fría de una máquina de calor Agua fría Agua caliente Q Al tomar calor del agua caliente y ceder al agua fría podríamos haber obtenido algo de trabajo mecánico Pero una vez que las dos se mezclan y alcanzan una temperatura uniforme esa oportunidad de convertir calor en trabajo mecánico se pierde. No es que se pierde la energía al mezclarse agua fría con caliente sino oportunidad. Cuando la entropía aumenta, la energía está menos disponible

6 𝑑𝑆= 𝑑𝑄 𝑇 La entropía estará de finido como: Si agregamos un calor total Q durante un proceso isotérmico a temperatura absoluta T, el cambio de entropía total estará dado por: ∆𝑆= 𝑆 2 − 𝑆 1 = 𝑄 𝑇 Unidades: 𝑆 = 𝐽 𝐾 Entropía en procesos cíclicos ∆ 𝑆 𝐻 +∆ 𝑆 𝐶 =0