Parte 1 y 1/2: Implicaciones del concepto de entropía

1ra ley de la termodinámica: La energía no se crea ni se destruye. En un sistema aislado el nivel total de energía va a permanecer invariable a lo largo del tiempo.

2da ley de la termodinámica: En un sistema termicamente aislado, la entropía del sistema siempre va a aumentar y nunca a reducirse.

Entropía:
Magnitud que mide el nivel de:
-Uniformidad de energía
-Dispersión de energía
-Equilibrio energético
-Energía inutilizable
-Caos, desorden o degradación de la complejidad del sistema

-Uniformidad de energía porque la entropía aumenta a medida que la energía va alcanzando una distribución homogénea en el sistema, alcanzando su exponente máximo cuando toda la energía se encuentre distribuida de modo uniforme.
-Dispersión de la energía porque la energía, de acuerdo con el enunciado de Clausius, se mueve siempre hacia estados de menor concentración. Hasta que la energía alcance su estado de mayor uniformidad en el sistema, es decir, su estado de mayor dispersión y menor gradiente.
-Equilibrio energético porque la energía fluye siempre en un solo e irreversible sentido, el de su flujo hacia estados de menor concentración. Cuanto menor es la diferencia en la concentración de energía menor es la intensidad de su flujo y menor el trabajo que de ese flujo puede aprovecharse. Cuanto mayor es el nivel de entropía, mayor la estabilidad energética del sistema ya que el sistema se mueve irreversiblemente hacia un estado cada vez mas estático, en el que la energía está dispersa y por ende inutilizable.
-Energía inutilizable porque cuanto mayor es el nivel de energía, mayor es la uniformidad energética y por ende menor la diferencia en la concentración o gradiente de la energía. Al ser menor la diferencia de concentración de energía, mas débil es el flujo de la misma y menor la cantidad de trabajo que puede extraerse de ese flujo. Así es que la entropía mide el nivel de energía inutilizable o "gastada"del sistema.
-Caos, desorden o degradación de la complejidad del sistema porque una estructura compleja contiene una concentración de energía potencial que tiende a dispersarse. Por ende toda estructura compleja tiende a degradarse y el único modo de evitar que se destruya es invirtiendo un trabajo de mantenimiento que implica el aprovechamiento de un flujo de energía.
Así es que, como toda concentración de energía, la complejidad tiende a reducirse a medida que aumenta la entropía del sistema.
Al mismo tiempo, aquellas estructuras complejas que cuentan con sistemas de auto-conservación, a medida que la entropía aumenta, cuentan con una menor cantidad de trabajo aprovechable para invertir en el mantenimiento de esas estructuras; por lo que también las estructuras con sistemas de auto-conservación tienden a degradarse.

Posted by Mbertelotti | en 22:43

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