¿Cuál es la segunda ley de la termodinámica?
Las tres leyes de la termodinámica rigen la transferencia y el comportamiento de toda la materia y la energía en el universo, como la ciencia lo entiende comúnmente. Resumido, la primera ley establece que la cantidad de energía y calor en un sistema cerrado permanece constante; No más energía puede provenir de un sistema de lo que se puso en él. Esto se relaciona con la ley de conservación de la energía que los estados que importan y la energía no pueden ser creados o destruidos. La segunda ley de la termodinámica es una de las bases más importantes de la naturaleza, responsable de la flecha del tiempo y la irreversibilidad de la naturaleza.
No importa cuán ideal pueda ser un sistema, no existe un sistema perfecto. Parte de la energía, ya sea eléctrica, térmica o mecánica, se perderá con la fricción y se convertirá en calor residual. Esto significa que con el tiempo la energía total de un sistema se acercará gradualmente a cero a menos que se agregue la energía externa. La cantidad de entropía o desorden en un sistema se acercará al máximo, lo que significa que ningún trabajo útil puedehacerse en o por el sistema porque sus moléculas y partículas están demasiado desorganizadas. La segunda ley de la termodinámica sostiene que los sistemas tienden al desorden de un estado más ordenado; Un cubo de hielo en un vaso de agua se derretirá y calentará ligeramente el agua circundante, poniendo los dos sistemas en equilibrio.
La segunda ley de la termodinámica anula la primera ley; Cuando la primera ley sostiene que la producción de energía nunca puede exceder la entrada de energía, la segunda ley sostiene que la salida de energía nunca puede igualar la entrada de energía debido a la pérdida constante de energía y la tendencia de los sistemas a acercarse al equilibrio. Cuanto menos energía tiene un sistema, más entropía está presente porque se necesita energía para restaurar el orden y disminuir la entropía total. Cuando la energía dentro de un sistema alcanza un equilibrio, la entropía está en un máximo. Por ejemplo, aunque una taza de agua tibia se enfriará naturalmente, se necesita una aplicación constante de calorenergía para mantener el agua a una temperatura más cálida.
Los cosmólogos miran a la segunda ley de la termodinámica para crear teorías sobre el destino eventual del universo. La teoría más común es que debido a que el universo en sí es un sistema termodinámico cerrado, su entropía se acercará al máximo a medida que las estrellas se quemen y se conviertan en agujeros negros. Estos eventualmente se evaporarán después de 100 billones de años, dejando el universo como un vacío esterilizado para el resto de la eternidad, saliendo de las fluctuaciones cuánticas.