ENTROPIA

1. Desigualdad de Clausius

La desigualdad de Clausiu es una relacion entre las temperaturas de un numero arbitrario de fuentes tecnicas de fuentes termicas y las cantidades de calor entregados o absorbidas por ellas, cuando una sustancia se le hace recorrer un proceso ciclico arbitrario durante el cual intercambie calor con las fuentes. Esta desigualdad viene dada por:

dQ / T <=0

1. Entropia

En la desigualdad de clausius no se han impuesto restricciones con respecto a la reversibilidad o no del proceso, pero si hacemos la restricción de que el proceso sea reversible podemos ver que no importa el camino que usemos para recorrer el proceso, el cambio de calor dQ va a hacer igual en un sentido o en otro por lo que llegaremos a que:

dQ/T=0

como estamos imponiendo que usemos un camino cualquiera esta diferencial es una diferencial exacta y diremos que representa a una función de estado S que puede representarse por dS. Esta cantidad S recibe el nombre de Entropia del sistema y la ecuación:

dQ/T=dS

establece que la variacion de entropia de un sistema entre dos estados de equilibrio cualesquiera se obtiene llevando el sistema a lo largo de cualquier camino reversible que una dichos estados, dividiendo el calor que se entrega al sistema en cada punto del camino por la temperatura del sistema y sumando los coeficientes asi obtenidos.

En la practica, generalmente los procesos no son del todo reversibles por lo que la entropia aumuenta, no es conservativas y ello es en gran parte el misterio de este concepto.

Características asociadas a la entropia

• La entropia se define solamente para estados de equilibrio
• solamente pueden calcularse variaciones de entropia. En muchos problemas practicos como el diseño de una maquina a vapor, donde se supone que la entropia es cero . Asi se calculan las tablas de vapor, donde se supone cero la entropia del agua cuando se encuentra en fase liquida a 0'C y presion de 1 atm.
• La entropia de un sistema en estado de equilibrio es unicamente funcion del estado del sistema, y es independiente de su historia pasada. La entropia puede calcularse como una funcion de las variables termodinámicas del sistema, tales como la presión y la temperatura o la presión y el volumen.
• La entropia en un sistema aisladoque contenga 2 secciones separadas con gases a diferentes presiones. Al quitar la separacion ocurre un cambio altamente irreversible en el sistema a equilibrarse las dos presiones. Pero el mediano ha sufrido cambio durante este proceso, asi que su energia y su estado permanecen constantes, y como el cambio es irreversible la entropia del sistema a aumuentado.

Transferencia de Entropia

La entropia esta relacionada con la aleatoriedad del movimiento molecular(energia termica), por esto, la entropia de un sistema no decrece si no hay cierta interacción externa. Ocurre que la unica manera que el hombre conoce de reducir la energia termica  es transferirla en forma de calor a otro curpo, aumentado asi la energía termica del segundo cuerpo y por ende su entropia.

Por otro lado transfiriendo energia termica es posible reducir la entropia de un cuerpo. Si esta transferencia de energia es reversible, energia total permanece constante, y si es irreversible la entropia aumenta.

De lo anterior se concluye que el calor es un flujo de entropia. En el caso de la transferencia de energia mecánica, de trabajo no hay un flujo directo de energia.

En el siguiente video se explica ENTROPIA