Entropia

Entropia

Entropia

Què és l'entropia? L'entropia (S) és una magnitud termodinàmica definida originàriament com a criteri per a predir l'evolució dels sistemes termodinàmics.

L'entropia és una funció d'estat de caràcter extensiu. El valor de l'entropia, en un sistema aïllat, creix en el transcurs d'un procés que es dóna de forma natural. L'entropia descriu com és d'irreversible un sistema termodinàmic.

El significat d'entropia és evolució o transformació. La paraula entropia prové del grec.

L'entropia en el món de la física

En física, l'entropia és la magnitud termodinàmica que permet calcular la part de l' energia calorífica que no pot utilitzar-se per produir treball si el procés és reversible. L'entropia física, en la seva forma clàssica, és definida per l'equació.

Equació de l'entropia

O més simplement, si la temperatura es manté constant en el procés 1 & rarr; 2 (procés isotèrmic):

Així, si un cos calent a temperatura T1 perd una quantitat de calor Q1, La seva entropia disminueix en Q1 / T1, Si cedeix aquest calor a un cos fred a temperatura T2 (inferior a T1) l'entropia del cos fred augmenta més del que que ha disminuït l'entropia del cos calent perquè

perduda d'entropia

Una màquina reversible pot, per tant, transformar en treball una part d'aquesta energia calorífica, però no tota.

El rendiment que dóna la màquina reversible (que és el màxim que pot donar qualsevol màquina) és:

Rendiment màquina reversible

Perquè tota l' energia calorífica es pogués transformar en treball caldria que, o bé el focus calent es trobés a una temperatura infinita, o bé que el focus fred estigués a zero kelvin; en un altre cas, el rendiment termodinàmic de la màquina reversible és inferior a 1.

L'expressió de l'entropia és conseqüència lògica del segon principi de la termodinàmica i de la manera en què es mesura la temperatura.

El segon principi de la termodinàmica diu que, si no es consumeix treball, la calor dels cossos calents als cossos freds, ja sigui directament per conducció com si es fa a través de qualsevol màquina.

La temperatura cal mesurar-la en una escala termodinàmica; d'una altra manera, l'expressió de l'entropia no és tan elegant i depèn de la substància termomètrica que s'empra per a construir el termòmetre. En definir l'escala termodinàmica de temperatura, hi ha un grau de llibertat que es pot escollir arbitràriament. Si s'imposa que entre la temperatura d'ebullició i la de congelació de l'aigua hagi 100 graus, s'obté l'escala Kelvin i resulta que la temperatura de congelació de l'aigua ha de ser 273 K.

Entropia i energia

Suposant que tot l'univers és un sistema aïllat, és a dir, un sistema per el qual és impossible intercanviar matèria i energia amb l'exterior, la primera llei de la termodinàmica i la segona llei de la termodinàmica es poden resumir de la següent manera: & ldquo; l'energia total de l'univers és constant i l'entropia total augmenta contínuament fins que arriba a un equilibri & rdquo;

Això vol dir que no només no pot crear ni destruir energia, ni pot transformar per complet d'una forma a una altra sense que una part es dissipi en forma de calor.

Història de l'entropia

Rudolf Clausius va ser el primer a introduir el concepte de la entopía El concepte d'entropia es desenvolupa com a resposta a l'observació d'un determinat fet: hi ha una certa quantitat de l'energia alliberada en les reaccions de combustió que es perd a causa de la dissipació o la fricció. D'aquesta manera, l'energia que es perd no es transforma en treball útil.

Els primers motors tèrmics com el Thomas Savery (1698), el Newcomen motor (1712) i el Cugnot de vapor de tres rodes (1769) eren ineficients. De l'energia d'entrada, només un 2% es convertia en energia útil. Una gran quantitat d'energia útil es dissipava o es perdia en el qual semblava un estat d'aleatorietat incommensurable. Durant els propers dos segles els físics van investigar aquest enigma de l'energia perduda. El resultat d'aquests estudis va portar als científics al concepte d'entropia.

El físic Rudolf Clausius va ser el primer a introduir-la en 1865. Des de llavors han aparegut diverses definicions d'entropia. La definició d'entropia més rellevant és la que va elaborar â € <â €

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 20 de octubre de 2017

Tornar