Definición de entropía


La entropía es una magnitud termodinámica que indica el grado de desorden de un sistema molecular, de forma que cuanto mayor sea su valor, mayor será dicho grado de desorden.

Desde un punto de vista físico, se explica como una función de estado que mide la cantidad de energía que no es utilizable para realizar trabajo. En este sentido, está directamente relacionada con el rendimiento de las máquinas térmicas y es una medida del grado de irreversibilidad de los sistemas termodinámicos.

Existe también el concepto entrópico en la teoría de la información. En este caso, esta magnitud se relaciona con el nivel de información que puede emitir una fuente emisora de mensajes.

Una función básica en Termodinámica

Esta función de estado es determinante para explicar algunos de los principios básicos de la Termodinámica. Concretamente, forma parte intrínseca de los principios rigen esta ciencia.

Representación de la entropía.

Representación de la entropía. Fuente: catedu

Así, el primer principio, también conocido como principio de estado, establece que el estado de equilibrio de un sistema se define exclusivamente por su energía interna, su composición molar y su volumen. El resto de los parámetros termodinámicos, incluida la magnitud del caos, son una función de los parámetros anteriores.

En el segundo principio de la termodinámica, el papel de la entropía es todavía más relevante, ya que esta función de estado forma parte de la propia definición de este principio, en alguno de sus enunciados. Tal es el caso del que establece que la cantidad de entropía del universo tiende a aumentar con el paso del tiempo.

En el tercer principio de la termodinámica establece, a través del postulado de Nerns, que el valor de esta magnitud que refleja el desorden molecular en el cero absoluto es una constante definida. Ello quiere decir que al llegar a ese cero absoluto, cualquier proceso que se produjera en un estado físico se detendría.

Las máquinas térmicas y la entropía

Por lo expuesto anteriormente, resulta evidente que la entropía es una magnitud fundamental desde el punto de vista físico y que explica una gran parte de los procesos en los que tiene lugar intercambio de energía. Tal es el caso de las máquinas térmicas.

Así, se puede explicar que en función de los principios termodinámicos, no resulta posible la existencia de una máquina térmica perfecta, en la que todo el calor se convirtiera en trabajo. Esto supondría una disminución de la magnitud entrópica, lo que iría en contra del segundo principio.

En los refrigeradores, se produce una extracción de calor a una temperatura determinada, gracias a la realización de un trabajo. Algo similar, aunque con el proceso realizado en sentido contrario, ocurre en las bombas de calor. En ambos casos, el aumento de la magnitud entrópica implicaría un alejamiento de la reversibilidad del proceso y, por tanto, una pérdida de rendimiento de las máquinas.

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