Con la tecnología de Blogger.

La Entropía NO es Desorden


La entropía es una medida del grado de dispersión e intercambio de energía térmica en un sistema. 

La entropía todavía se describe –especialmente en libros desactualizados– como una medida de desorden. En cierta forma esto es correcto, ya que la dispersión y el intercambio de energía térmica efectivamente ocasionan que las partículas al dispersarse parezcan más o menos desordenadas. 

Sin embargo, desorden no es la mejor forma de describir la entropía. De hecho, hay varios problemas con el uso de desorden para definir la entropía. El primer problema tiene que ver con los sistemas con múltiples niveles de organización. Un sistema puede estar más o menos “ordenado” en un nivel pero puede que en otro nivel no lo esté en lo más mínimo.

Por ejemplo, imaginen que hay cubos de hielo flotando en el espacio. En el nivel de los cubos de hielo, el sistema está en desorden; sin embargo, en el nivel molecular, las moléculas de hielo están perfectamente alineadas ya que se encuentran en estado sólido. 



Existen dos formas de lidiar con esta ambigüedad. La primera sería limitar la aplicación del término a un solo nivel a la vez. Si hacemos esto, tendríamos que ser muy cuidadosos en cuanto a qué significado le atribuimos a la entropía en un nivel superior. Estas “entropías a nivel” no podrían tomarse como la  entropía total del sistema.

La otra solución sería reducir todo el sistema hasta su nivel más fundamental. El problema con esto es saber cuál es el nivel más fundamental de organización. En el tiempo de Bolzmann y Clausius, las moléculas y los átomos eran considerados el nivel más fundamental de organización. Por supuesto, actualmente sabemos que los átomos tienen una estructura interna, e incluso los protones y neutrones también tienen estructura interna. Por lo tanto, es muy complicado aplicar esta definición de entropía a cualquier nivel de organización más que el nivel molecular original para el cual fue previsto. 



El segundo problema al definir entropía como desorden incluso en el nivel molecular, es que el “desorden” implica que las cosas no están donde deberían estar. Este no es el caso. El movimiento a nivel molecular sigue siendo gobernado por la mecánica Newtoniana. De hecho, las moléculas están precisamente donde deberían estar. ¿Dónde más podrían estar? Las moléculas no son libres de hacer cualquier cambio al azar o hacer saltos entre colisiones. Las reglas están claras – continúe recto entre las colisiones y luego obedezca estrictamente las leyes de conservación de energía y momento durante las colisiones.



La entropía no debe y no depende de nuestra percepción de orden en un sistema. La cantidad de calor contenida por un sistema a cierta temperatura no cambia dependiendo de nuestra percepción de orden. La entropía, al igual que la presión y la temperatura, es una propiedad termodinámica independiente del sistema que no depende de nuestra observación.

¿Cómo determinar la entropía del universo? Esto es muy problemático. Al principio, durante el Big Bang no había moléculas. ¿Es realmente apropiado hablar de entropía, temperatura y calor a este nivel? ¿Acaso el plasma tiene energía cinética? La temperatura y la entropía de un sistema sólo están bien definidas para los sistemas homogéneos y en equilibrio térmico. La manera más fácil de responder a la pregunta sobre la entropía de nuestro universo es aceptar la segunda ley de la termodinámica y aplicarla a los inicios del universo. La segunda ley nos dice que la entropía siempre aumenta, por  lo que la entropía del universo al momento del Big Bang debió ser mucho menor a la entropía del universo actualmente. 


Esto no significa que antes había más orden. Lo que quiere decir es que había menos diversidad y menos espacio en el cual moverse. La evolución del universo se ha caracterizado por una transformación en curso a partir de un simple, restringido, muy condesado, estado homogéneo a una cada vez más compleja, dispersa, y dinámica diversidad. Por lo tanto, a medida que el universo se expande la entropía aumenta.  

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 comentarios:

Publicar un comentario