Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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ENTROPÍA
W flecha
FIGURA 7-24
El trabajo de la hélice realizado sobre
un gas aumenta el nivel de desorden
(entropía) del gas, por lo tanto la energía
se degrada durante este proceso.
Cuerpo
caliente
80 °C
(Disminución
en la entropía)
Calor
Cuerpo
frío
20 °C
(Incremento en
la entropía)
FIGURA 7-25
Durante un proceso de transferencia
de calor, la entropía neta aumenta. (El
incremento en la entropía del cuerpo
frío sobrecompensa la disminución en la
entropía del cuerpo caliente.)
¿TE HAS DADO CUENTA QUE
AUMENTAS LA ENTROPÍA
CADA VEZ QUE HACES
ALGO EN CASA?
FIGURA 7-26
El uso de entropía (desorganización,
incertidumbre) no se limita a la
termodinámica.
Blondie © Reimpreso con el permiso del King
Features Syndicate.
tura de éste, creando un nivel alto de desorden molecular en el recipiente. Este
proceso es bastante distinto a levantar un peso ya que la energía organizada de
la hélice se convierte ahora en una forma altamente desorganizada de energía
que no puede a su vez convertirse en energía cinética rotacional de la hélice.
Sólo una porción de esta energía puede convertirse en trabajo, reorganizándola
parcialmente mediante el empleo de una máquina térmica. Por consiguiente, la
energía se degrada durante este proceso, la habilidad para efectuar trabajo es
reducida, se produce desorden molecular y asociado a todo esto se suscita un
incremento en la entropía.
La cantidad de energía siempre se conserva durante un proceso real (primera
ley), pero la calidad está destinada a disminuir (la segunda ley). Esta
disminución en la calidad siempre está acompañada por un incremento en la
entropía. Por ejemplo, considere la transferencia de 10 kJ de energía como
calor de un medio caliente a otro frío, al final del proceso aún se tendrán los
10 kJ de energía, pero a una temperatura más baja y, por lo tanto, a una menor
calidad.
En esencia, el calor es una forma de energía desorganizada, y algo de esta
desorganización (entropía) fluirá con calor (Fig. 7-25). Como resultado, la
entropía y el nivel de desorden molecular o aleatoriedad del cuerpo caliente
disminuyen con la entropía mientras que el nivel de desorden molecular del
cuerpo frío aumenta. La segunda ley requiere que el incremento en la entropía
del cuerpo frío sea mayor que la disminución en la entropía del cuerpo
caliente, por lo tanto la entropía neta del sistema combinado (cuerpos frío
y caliente) aumenta. Es decir, el sistema combinado se halla en un estado de
mayor desorden en el estado final. Se puede concluir entonces que el proceso
sólo puede ocurrir en la dirección del aumento de entropía global o desorden
molecular. Es decir, el universo entero está volviéndose más caótico todos los
días.
La entropía y la generación de entropía
en la vida diaria
El concepto de entropía también puede aplicarse en otras áreas, y puede verse
como una medida de desorden o desorganización en un sistema. Igualmente,
la generación de entropía puede considerarse como una medida de desorden o
desorganización generada durante un proceso. En la vida diaria, el concepto de
entropía no tiene el uso tan extendido que tiene el de energía, aunque la entropía
es aplicable a varios aspectos cotidianos. La extensión de este concepto
hacia campos no técnicos no es algo nuevo, ha sido tema de varios artículos
e incluso de libros. A continuación se presentan varios eventos del ámbito de
lo ordinario y se muestra su relevancia respecto a los conceptos de entropía y
generación de entropía.
Las personas eficientes llevan vidas de baja entropía (es decir, muy organizadas),
tienen un lugar para todo (incertidumbre mínima) y emplean la menor
energía para localizar algo. Por otro lado, las personas ineficientes llevan
vidas de alta entropía: les toma varios minutos (si no es que horas) encontrar
algo que necesitan y es probable que creen un desorden más grande mientras
buscan, puesto que probablemente dirigirán su búsqueda de una manera desorganizada
(Fig. 7-26). Las personas que llevan estilos de vida de alta entropía
siempre están apuradas y nunca parecen ponerse al día.
Quizás ha notado (con frustración) que algunas personas parecen aprender
rápidamente y recordar bien lo aprendido; a este tipo de aprendizaje lo podemos
llamar organizado o aprendizaje de baja entropía. Estas personas hacen