¿Qué es la entropía?
Entropy describe la tendencia de que los sistemas pasen de un estado de organización superior a un estado de organización más baja a nivel molecular. En su vida cotidiana, comprende intuitivamente cómo funciona la entropía cada vez que vierte azúcar en su café o derrita un cubo de hielo en un vaso. La entropía puede afectar el espacio en el que se propaga una sustancia, su fase cambia de sólido a líquido a gas o su posición. En física, la entropía es una medición matemática de un cambio de energía potencial mayor a menor, relacionada con la segunda ley de la termodinámica.
La entropía proviene de una palabra griega que significa "transformación". Esta definición nos da una idea de por qué las cosas aparentemente se transforman sin razón. Los sistemas solo pueden mantener la organización a nivel molecular siempre que se agregue energía. Por ejemplo, el agua hervirá solo mientras sostenga una sartén sobre llamas. Estás agregando calor, una forma de energía cinética, para acelerar las moléculas en el agua. Si se elimina la fuente de calor, todos podemos adivinarque el agua se enfriará gradualmente a aproximadamente temperatura ambiente. Esto se debe a la entropía, porque las moléculas de agua tienden a usar su energía potencial acumulada, liberan calor y terminan con una energía potencial más baja.
La temperatura no es la única transformación involucrada en la entropía. Los cambios siempre implican pasar del desequilibrio al equilibrio, lo que es consistente con moverse a la disminución del orden. Por ejemplo, las moléculas siempre se extienden para llenar uniformemente un contenedor. Cuando goteamos el color de alimentos en un vaso transparente de agua, incluso si no lo revolvemos, esa concentración unida de una gota se extenderá gradualmente hasta que cada parte del agua tenga la misma densidad de color.
Otro tipo de entropía que tiene que ver con el movimiento visible (a diferencia del movimiento invisible de calor) implica la gravedad. A menos que pusiéramos energía en un sistema, como un brazo y una pelota, al sostener un objeto, se cae remolcandoD El suelo. Una posición elevada tiene mayor energía potencial. Se convierte en energía cinética de movimiento a medida que cae el objeto. El objeto siempre termina con la posición de la energía potencial más baja posible, como descansar contra el piso.
En términos más técnicos, la entropía es un valor específico que mide cuánta energía se libera en un sistema cuando se asienta en la energía potencial más baja. La entropía evalúa la cantidad de trastorno, entendido como un cambio en el calor, desde un punto anterior hasta un punto posterior en el tiempo. Esto debe suceder en un sistema "cerrado", donde no se filtra o sale de energía. Teóricamente, eso se puede medir, pero prácticamente es muy difícil crear un escenario absolutamente cerrado. En el ejemplo de coloración de alimentos dados anteriormente, parte de la solución para colorear de alimentos podría estar evaporando, un proceso separado de la distribución uniforme de un soluto.