Física en la Cabrera Regional (Tecamachalco)

"La ciencia no se detiene"

La Entropía y el fin del Universo

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Así como aparece la variable energía en la deducción de la ecuación de la primera ley termodinámica, en la deduccion de la ecuacion de la segunda ley, aparece una variable que tiene el nombre de entropía.

Esta variable está asociada al desorden, que representa la irreversabilidad en los procesos, es decir, la imposibiliad de volver a estados iniciales bajo las mismas condiciones por las que pasó. Lo sé no es muy claro, pero de eso intentaré hablarles hoy: ¿qué es la entropía? Y cómo entenderla. Veamos…

¿Cómo definir la entropía?

No es fácil dar una definición exacta de la energía, pero siendo que la mayor parte de la gente está familiarizada con este concepto por sus múltiples usos en la vida diaria, para la entropía no ocurre lo mismo, es por lo que muchos desconocen el significado de entropía y, en realidad, en ciencia tampoco se tiene una definicion exacta de esta variable.

La entropía está asociada al desorden. Cuando uno compra un articulo electrodoméstico nuevo, este tiene la máxima eficiencia y la mínima cantidad de entropía, su rendimiento es maximo y para que deje de funcionar, solo tienemos que dejar de usarlo, y su entropía aumenta, con el transcurso del tiempo.

Cuando limpiamos el piso, estamos creando orden, reduciendo entropía. Es suficiente dejar de limpiarlo, para que vuelva a ensuciarse, creando desorden; aún cuando nadie lo ensucie, este resultado es consecuencia de la entropía.

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Un ejemplo para entender qué es la entropía es imaginar un recipiente con pintura blanca y otro con pintura negra; si mezclamos las dos en un tercer recipiente, habrá más desorden o mayor entropía en este, pues ya no sabríamos reconocer el color blanco y el negro, puesto que estarán revueltos en un solo.

De este modo, solo podemos decir que la entropía aumentó; es posible reducir la entropía de sistemas con la intervención de un trabajo, pero la entropía total del medio ambiente que circunda el sistema acabaría por aumentar. El caso es parecido al trabajo que realiza un aire acondicionado, con el que se puede refrigerar un cuarto, extrayendo su calor, cediéndoselo al medio que lo rodea.

Ahora bien, cuando dos cuerpos a diferente temperatura, alcanzan el equilibrio térmico, el calor cesa, es decir deja de fluir y desaparece, por lo que ya no puede realizarse, ningún trabajo útil. La imposibilidad de realizar un trabajo es consecuencia de la entropía, cuando esta alcanza su máximo valor.

Entropía, expansión y muerte del universo

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Aún no se sabe qué es la entropía; es como el tiempo, sigue siendo una incógnita, se trabaja con ellos, se conocen muchas de las propiedades de ambos, incluso sabemos que su dirección es siempre hacia adelante y que apuntan en la dirección, en que se expande el universo, sin saber su naturaleza exacta.

Ya en el año 1929, Edwin Hubble encontró que el universo se expandía, pero hubo mucho escepticismo entre la comunidad científica. Esto hacía pensar que si el universo no tuvo un comienzo y es  estático, como Einstein creía, llegaría a un estado de equilibrio térmico, en donde el calor alcanzaria su  valor máximo de acuerdo con la ley cero y la segunda ley de la termodinámica: lo llamaban muerte térmica.

Hoy, con modernos radiotelescopios, y dispositivos de alta resolución, se ha podido verificar que laexpansión del universo es real y que se acelera a una tasa  tal que ha llegado a superar la velocidad de la luz. Como lo que se expande es el espacio y el limite de velocidad no es aplicable en este caso, entonces elvolumen del universo aumenta demasiado rápido. Así, no queda lugar a esperar el equilibrio térmico, pues con la expansión, se reduce la temperatura total y el final será, más bien, muy frío, casi el cero absoluto.

La entropía puede disminuir localmente, pero la entropía total del universo sigue aumentando. Resulta bien práctica para los cálculos en termodinámica aplicada a la ingeniería, incluso da muchas pistas para el estudio científico, pero aún no se cuenta con una definición exacta.

Al igual que el calor y su relación con el trabajo pudo eludir a hombres como Galileo y Newton, la entropía, ha podido eludir a hombres de la talla de Albert Einstein, Heisenberg, Pauli, Dirac,Schrodinger, Hawking, etc.

Y nada cómo un vídeo a meno de los 80´s aún vigente en las cantinas 🙂

Fuente: ojocientifico

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Esta entrada fue publicada el 25 octubre, 2013 por en Física y Química.
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