¿Qué es la entropía?
Conceptos Básicos
Ente Artículo analizamos el significativo de entropía e a importância em terrodinámica, tanto en el universo como dentro de un sistema.
Temas Tratados en otros artíclos
- ¿Qué es El Calor Específica?
- ¿Qué es la terquímica?
- Cálculo de la entalpía
- ECUACION DE LEY DE HESS
- Reacciones endotérmicas y exotérmicas
Definitivamente de entropía
La Entropía es Una medida de Todas las configuracionas posicionais (o microestados) de un sistema. La Entropía Suele descreve como El Gradto de Desorden de Un Sistema. Los Sistemas Ordenados Tienen Menos Configuracionas descartáveis, por Lo Que Su entropía es menor. Os importantes destacos de destacar, como a temperatura da Presión, não é uma função de trayectoria, como El Calor o El Trabajo. Esto Significa que, Cuando Un Sistema Cambia de Entropía, El Cambio Sólo Depende de Las Entropías de Los Estados Inicial Y Ultimate, não de la secuencia («trayectoria») Seguida Entre Los Estados.
La letra «S»SE UTILIZA PARA REPRESENTAÇÃO LA entropía.
Como Veremos Más Adelante, La Entropía Es muy Útil para químicos y físicos a la hora de determinante la espontaneidad de un istoço.
Alta vs. Baja Entropía
Un sistema con baja entropía implica parte parcialas oudenadas y movimiento dirigido. Pensemos en Una Casa. La Masa que Compone La Casa Está Ordenada Y Es Exacta Para Formar Las Paredes y Los Muebles. Cualquier Energía Mecánica de Movimiento, Como El Agua y El Gasoline MoviéDose A Través de Las Tuberías, Permanece ordenada y Dirigida. LA Energía calorífica también permanece Controlada, Con Ciertas Bola Frías, Como El Frigorífico, Y Calientes, Como El Horno, Condaturas Diferentes que No Se Propagan Al Resto de La Casa.
En química, Una Masa Sólida de Cristal Constituição Otro Buen Ejemplo de Sistema Entrálico Bajo. La Energía reticular del Cristal LimitA El Movimiento de Sus Partículas, Lo Que Da Como Resultado Una Forma Perfeita Geométrica.
Por El Contrario, un sistema con una entropía alta implica una masa y una energía muy dispersas. Pensemos en un bosque. La Masa de Los Árboles, Plantas, Rocas Y Animais Permanece aleatoria y Muy Dispersa. Del mismo módigo, el movimiento y el calor se dispersan, dando lugar uma temperatura una relativamento constante ya movimientos inadequados de árboles y animais.
En química, constituição de gás da ONU OTRO BUEN EJEMPLO DE SISTEMA ENTRÓPICO. La Atracción Relativamento Baja Entre Las Partículas del Gasoline Licença que Cada Molécula Se Mueva Librery, lo que da Lugar a Una Dispersión Aleatoria.
Representacionas Matemátas de la Entropía
Definición Estadística
A principal forma de Cuantificar El Orden de la Materia y la Energía consiste em Sumar Los Microestados que Puede Tener un sistema determinado. Los químicos definitivamente Unit Microestado como una descartysición Específica de la Materia y la Energía. Naturallemente, Los Sistemas Ordenados, Entrópicamento Inferiors, Tienen Menos Microestados Posibles que Los Sistemas Desordenados, Entrópico Superiores.
Este enfoque estadtystico implica la siguiente fórmula logarítmica pure que relaciona la entropía con los microestados:
S = klnw
S = Entropía (J/okay)
okay = Constante de Boltzman (1,381*10-23 J/okay)
C = Número de microstatos possibles
Obsérvese que la entropía se expresa en Julios por Kelvin.
Sin Embargo, Contar Los Microestados Individuais SIGUE SIDOPO IMPOSSÍVEL EN LA MEIRIA DE LOS Sistemas. Por Tanto, ESTA DEFENCIAIS ES MA MÁS Útil para calcular Los Microestados de Un -Sistema A Partir de Valores Entrpicos Conocidos. En Estos casos, Los Químicos Suelen calcular La Entropía Utilizando La Definición Termodinámica.
Definición Termodinámica
En Lugar de Tratar Con Microestados, LA Mayoría de Los Químicos Miden Los Valores Entradas Utilizando La Calorimetría. Como, Los Químicos pueden definitivamente la entropía termoodinámicamente, utilizando el flujo de calor y la temperatura del sistema:
ds = dqRev / T
ds = Cambio pequeño en entropía (j/okay)
DQRev = Cambio Pequeño en Calor (J)
T = Temperatura (okay)
Esta fórmula de la entropía suele ser la más Útil para medir el cambio entre dos estados:
ΔS = – ∫euf DQRev / T
Os importantes señalar que El CALOR UTILIZADO PARA CALCULAR LA entropía. AUNQUE EL CALOR SUELE SER UNA FUNCION DE TRAYECTIONS, Sólo existe un camino reversível entre dos estados, lo que la convierte en una función cuasiestatatal, como la entropía. ES IMPREMENTE DESTACAR QUE SEGUIMOS UTILIZANDO EL CALOR REVERSÍVEL INCLUSO CUANDO CALLUMOS EL CAMBIO DE UN CAMBIO IRRERERSÍVEL ENTRE DOS ESTADOS.
Podemos simplificar aún más la ecuación anterior DependieDo de Si La temperatura Cambia Entre Los Dos Estados:
ΔS = qRev / T Δs = qRev (1/teu – 1/tf)
(Izquierda: Cambio de Entropía Si la temperatura permanece Constante. Derecha: Cambio de Entropía Si Cambia la temperatura).
Entropía common
La entropía é importante para os químicos e los físicos porque determinina la espontaneidad de los procesos. Para a entrada mejor lo que esto significativa, tenemos que fijarnos en la segunda ley de la terdodinámica.
La Segunda Ley establece que la entropía del universo siempre aumenta. CUALQUIER CAMBIO Físico Debe Aumartar O no El Desorden International del Universo. NO ES POSIBLE NINGUN PROCESO QUE TENGA ELEFECTO GLOBAL DE ORDENAR Y DIRIGIR LA MASA Y LA Energía del Universo.
Teniendo Esto em Cuenta, Digamos que Tenemos dos Trozos de Steel, Uno Caliente y otro frío. AHORA, Coloquemos Un Puente Metálico Condutor, Permiciendo Que El Calor Fluya Entre Los Dos. El Calor Fluirá Entre El Steel Caliente e El Frío de Forma Espontánea, Es Decir, Sin Interviencin externa.
¿Por qué no fluiría el calor del steel frío al Caliente, Aumentando Aún Más Su temperatura? Al Fin Y al Cabo, Este Movimiento Seguiría Cumpliendo La Primera Ley, Ya Que No Se Crea Ni Se Destruye Energía.
La Segunda Ley Explica por Qué Esto No Ocurre. El Nivel Entrocopo del Sistema Disinuiría Al Concentrarse El Calor En El Steel Caliente, Pero Aumartaría Si la Energía Térmica Se distribiye uniformemente por ambos metales. Como, El Calor Sólo Fluye del Steel Caliente Al Frío, para Permitir que la Entropía del Universo Siga Aumentando.
Entropía del Sistema
Esmatemente Señalar Que, Mientras la Entropía del Universo Debe Aumartar Sin Excepción, La Del Sistema puede Disinuir Espontáneaze.
Por ejemplo, tomemos un motor térmico. Em common, ONU MOTOR TÉRMICO FUNCIONA TOMANDO Energía calorífica y Inscretiéndola en Trabajo. Esta conversa de implicata, que Decluste Disminución entrópica del Sistema, Ya que la Energía Desordenada del Calor Se Convierte en Movieto Ordenado. Um Pesar de Ello, Los Motores Térmicos Siguen Funcionando Espontáneagene en el mundo actual. La Razón es Que Cierta Cantidad de Calor del Motor Se Libera Al Universo (ES DECIR, um Sumidero frío). Este Calor, como resultado de la Distribución en el universo, implica un aupleto de la entropía que contrrera.
Não Toda la Energía térmica del depósito Caliente (QH) SE transformA en Trabajo (C). Una parte se libera en forma de calor (Qum). Fuente.
Por Mandato de la Segunda Ley, Este Calor Debe Ser Liberado Por El Motor Para Evitar La Disponição de La Entropía Common.
Volviário A Nuestros Primeros Ejemplos, La Segunda Ley Explica por qué Los Bosques No Conviserten Espontáneage En Sin Embargo, Los Bosques Siguen Instiédose en Casas en el mundo actual. Como Sabemos Ahora, Esto Se Debe a La Energía Química Se Gasta, Liberando Calor En El Universo, De Los Cuerpos Humanos Que Realizan El Trabajo Necesario.
Entalpía entalpía
Em nuestros ejemplos anteriores, Los Químicos Utilizan el término «entalpía» para descrever Este Calor Desprendido por un istoque Decidir la entropía. La entalpía es On Conceito Termodinámico IMPORTANTE, PERO DISTINTO, PARA DEMPARTAR LA ESPONTANEIDAD TERMODINÁMICA. Si Quieres Saber Más Sobre la entalpía, consulta Este Artículo.
Energía Libre de Gibbs
Como o hemos cubierto que los Cambios entálpicos negativos pueden ocurri, pero solo si el calor, enma de entalpía, se libera para elevara la S common. Para Comprender Matemticamente la Relación Entre la Espontaneidad Y Estas Dos Variáveis, Debmes Entender Una Tecera: La Energía Libre de Gibbs (G). La Siguiente Ecuación Ilustra la Relación Entre Entrepía, Entalpía (H), Energía libre de Gibbs y temperatura:
ΔG = ΔH – TΔS
ΔG = Cambio Energía Libre de Gibbs (KJ/Mol)
ΔH = Cambio en entalpía (KJ/mol)
ΔS = Cambio en entropía (KJ/mol)
T = Temperatura
Si en Una Reacción química ΔG < 0, La Reacción es Espontánea. Por Tanto, Si ΔS < 0, La Reacción Sólo pude Produirse Espontáneage Si ΔH < 0, lo que implica calor Desprendido por la reacción. Para Saber, Más Sobre la Energía Libre de Gibbs, consulta Este Artículo.
Problemas de Práctica
Problema 1
El Sistema 1 Tiene un Valor de Entropía 0,00000000000000000000001J/Ok (1 * 1022J/Ok) Prefeito que El Sistema 2.
Problema 2
Un sistema a 50 ℃ libera 23kj calor em um través de un istoques reversível, bajando su temperatura a 32 ℃. ¿Cuál es el cambio de entropía?
Soluciones
1: 1396: 1
2: 1971/okay
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