Entropía

se define como una medida de la termodinámica, que representa a la fracción de energía en un sistema que no está disponible para poder realizar o llevar a cabo un trabajo específico. También se define como una medida del orden o restricciones para llevar a cabo un trabajo.

Éstos últimos en el sentido de un flujo de energías, siendo la entropía una energía negativa que entorpece la ejecución del trabajo; la entropía en un sistema representa la tendencia al desorden o desorganización propia del trabajo. Por el contrario a la entropía, se encuentra la neguentropía que se refiere a la energía positiva del sistema, es decir, le da mayor fluidez a las energías circundantes.

La entropía

“Es imposible construir un aparato que opere en un ciclo cuyo único efecto sea transferir calor desde una fuente de baja temperatura a otra de temperatura mayor”.

Desigualdad de Clausius

desigualdad de Clausius, es

Y se escribe para un proceso continuo como

donde la igualdad corresponde a ciclos reversibles y la desigualdad a irreversibles.

Cambios de Entropía

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.

Un sólido cuyo calor de fusión es Lf funde a la temperatura Tf. Calcular la variación de entropía cuando una masa m de sólido funde.

En el proceso de cambio de estado una sustancia absorbe una cantidad de calor mLf manteniendo la temperatura constante Tf:ΔS=mLf/Tf

Es aquél en el cual el sistema (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 como proceso isotérmico.

El término adiabático hace referencia a elementos 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.

Proceso Adiabático.