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SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA. ENTROPíA

Posted by Rufo en 28 octubre, 2005

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Nota: He visto que esta entrada recibe muchas visitas desde google, de gente buscando información sobre la susodicha segunda ley de la termodinámica.
Este archivo fue escrito originalmente en 2002, cuando tenía 17 años. Es inexacto e impreciso, y ahora, viéndolo retrospectivamente, corregiría bastantes cosas; ya que entremezclo de forma facilona y barata fe, creencias y ciencia para llegar justo a donde quiero, sin ser demasiado objetivo.
Con todo, aun refleja con acierto cierta idea,
y prefiero dejar este articulo sin tocar, asi que recomiendo seguir investigando. Si buscais algo más técnico os sugiero comenzar con la entrada correspondiente en la wikipedia.
El original de este texto puede ser encontrado aquí


¿Que es la entropía?. Es un concepto que me tiene fascinado. Un concepto recurrente, siempre dentro de mi cabeza, una forma de entender el mundo. Iré por partes.

Tienes una baraja de cartas. Ordenada, he de añadir. Tírala. ¿Cómo cae? Pues desordenada, vaya huevos tengo de preguntar. ¿Por que no cae ordenada?.
Vuelve a ordenarla. Y vuelve a tirarla. ¿Cómo cae? Pues desordenada otra vez, (seguro que ya te estoy tocando los cojones).
Si, claro. Pero, ¿han caído las cartas en la misma posición que han caído antes? ¿A que no hay huevos de que vuelva a caer igual? ¿¿A que tampoco hay huevos de que caigan ordenadas?? De hecho, hay las mismas posibilidades de que las cartas caigan ordenadas como de que caigan en la misma posición que la primera vez.
Pero al fin y al cabo, ¿qué es el orden? Ni tan siquiera te he dicho como estaba ordenadas las cartas. Ni tan siquiera te he dicho que tipo de baraja es.

En verdad, las cartas pueden estar ordenadas como tu quieras, como yo quiera. El orden es en verdad solo una cosa que nos hemos inventado los humanos, es una ilusión. Por ejemplo, ordenamos las palabras por orden alfabético, normalmente, pero ¿qué lógica incuestionable dicta que la B debe de ir antes que la C y después de la A? Cuando tu tiras la baraja de cartas al aire, estas simplemente cambian de estado. A un estado cualquiera. El llamado orden es un estado muy concreto de entre millones de posibles combinaciones, así que es improbable que la baraja caiga ordenada.

Atención niños, mañana hablaremos de la diferencia entre lejos y cerca ;P

Vamos a lo que vamos. La segunda ley de la termodinámica, entre otras cosas (la segunda ley de la termodinámica dice muchas cosas, pero en verdad solo son muchas maneras de expresar lo mismo), dice que el universo tiende al caos, al desorden. La entropía no es mas que el termino que se usa para medir el grado de desorden.

¿Sabes que es el tiempo? Todos saben lo que es es, pero nadie sabe definirlo. El Tiempo se puede decir que es un fluir, un “paseo”, de las cosas, de la materia, de la energía; entre distintos estados. Así que ahora que hemos definido lo que es el orden y el desorden, podemos ver claramente porque que el universo “tiende” al desorden: no es mas que una ilusión.

Otra cosa que dice la 2ª ley (otra forma de decir lo mismo) es que la energía tiende a disiparse, como cualquier fluido que no es contenido. De todas formas este fenómeno se puede evitar, o al menos frenar: tiene que ver con los sistemas aislados, explicare ahora a que llamamos un sistema aislado. Hay muchos ejemplos que podrían valer.

Aún otra manera de expresar la 2ª ley es que la energía se degrada. Se supone que hay unos tipos de energía mejores que otros, mas útiles, mas concentrados, en resumen: mas ordenados. Se supone que la materia es la máxima expresión de la energía, es su estado de mayor concentración y orden (aunque la energía que más útil nos resulta a los humanos es la energía eléctrica, es otra cuestión de fabricación propia, otra ilusión producto de eso que llamamos inteligencia). El calor es el estado mas desordenado de la energía, el más inútil. El calor es la “casta” mas baja de la energía, es la más común…

Otro modo más de verlo: que un proceso de “mejora” de energía nunca es eficiente al 100%. Que de tanta cantidad de energía en forma de calor siempre se van a sacar menos de energía eléctrica. Básicamente es decir que no es tan fácil ordenar la baraja, que cuesta un precio…

Y acabo con esta versión: la energía siempre pasa del cuerpo caliente al frío.
Pero esto hay que matizarlo…
Siempre pasa del cuerpo caliente al frió EN SISTEMAS AISLADOS. ¿Sabes que es un sistema aislado? Solo se conoce un sistema aislado. El universo. No se pueden crear sistemas aislados, es un ideal, solo podemos manejarlos en forma de abstracciones matemáticas o emularlos en la realidad de forma imperfecta.
Por ejemplo, esta claro que en un frigorífico se enfrían los objetos, cuando su entorno esta mas caliente. ¿Cómo puede ser? En verdad, lo que se hace en un frigorífico es crear una especie de sistema aislado dentro de si mismo en el que los alimentos están siempre mas calientes que ese circuito del fondo donde siempre crece un pegote de hielo (tal vez vuestro frigorífico sea más nuevo, pero mi frigorífico va para 20 años, y doy testimonio de ese maldito pegote de hielo…). El sistema se completa con el radiador ubicado en la parte posterior de la nevera, que siempre esta más caliente que el resto de la habitación… así se puede explicar como un frigorífico abierto nunca enfriará la la habitación en la que se encuentre: por decirlo de alguna manera, y rozando la blasfemia ya que me voy a expresar en términos científicamente incorrectos, se puede decir que el “frío” que provoca por un lado el frigorífico es compensado por el calor que este despide por el otro. Lo que quiero decir es que no podemos crear sistemas aislados en que un objeto frío le de calor de forma espontánea a otro más caliente, hacer esto cuesta un “trabajo”, se necesita un aporte extra de energía, que en el caso del frigorífico viene en forma de energía eléctrica que mueve el compresor.

Este punto en verdad tiene mucha miga. Básicamente es como decir que el agua siempre fluye de arriba abajo, lo cual es de forma natural, incuestionable. Pero es obvio que se puede hacer que el agua suba de nuevo, pero a cierto coste: hay que aportar energía, El agua vuelve a subir a lo alto de las montañas. ¿Por qué? Porque el Sol otorga la energía a este proceso, es la auténtica fuente; PORQUE EL FLUIR DEL AGUA NO ES UN SISTEMA AISLADO. ¿Por qué el agua sube? Imeginemos que todo esto es como un remolino, como una turbulencia, como ves en los ríos, como las nubes y demás, siempre cambiando, siempre imprevisibles. La energía fluye, como en este caso, la del Sol (el Sol, una fuente inmensa, que no infinita, de energía), que se disipa, se desparrama tranquilamente por el universo, pero en su fluir se encuentra con obstáculos, como es la Tierra, que la arremolinan y reconcentran de forma transitoria…

Aquí es cuando os voy a hacer que os calentéis la cabeza. Es en uno de estos “remolinos”, como en un triple salto mortal, se ha dado lugar en este pedazo de roca a algo maravilloso: la VIDA… es que, es jodidamente sorprendente que la vida se haya creado aquí y así de forma espontánea, aquí, en este planeta, sin mas explicación… La vida casi viola la segunda ley de la termodinámica, es un excelente estado de orden, (ya no de la energía, sino de la propia materia), la vida una expresión casi ideal, extraordinariamente inusual e improbable, pero no por ello antinatural: que la existencia de vida sea extraordinariamente improbable no necesita de milagros. No confundamos improbabilidad con imposibilidad.

Y aún así, dentro de este estado excepcional de orden, la vida, hay algo aun superior, que es la inteligencia…
Alguien dijo que la inteligencia es como una “verruga” que le ha salido al universo. Una “verruga” impresionante capaz de levantarse, mirar a su alrededor, y ser consciente de ello, ser consciente de si misma y de su entorno… Somos la herramienta del universo para entenderse y conocerse a si mismo.

Rufo -2002-

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16 comentarios to “SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA. ENTROPíA”

  1. anntrax said

    muy instructivo :D

  2. durunia said

    wow, muy interesante, sobre todo cuando dices q la vida casi viola la 2º ley de la termodinamica ^^, es verdad tanto tu como yo sabemos q la entropia es la piedrita en el zapato de muchos procesos de obtencion de trabajo y energia, cuantas tuberias y aparatos no se dañan con este endemoniado termino xD!,de verdad q es muy interesante ^^, espero saber con impaciencia la clase de “la diferencia entre lejos y cerca xD!” saludos

  3. y cuál es la diferencia entre lejos y cerca?

    O_o

  4. Fredy said

    Excelente, comparto tus opiniones………
    Saludos,

  5. Fractalis said

    Interesante sitio. Me permito recomendarles la lectura de “La Vida en el Universo”; conferencia dictada por Stephen Hawking. Tiene conceptos muy interesantes acerca de la vida y su supuesta “violación” de la segunda Ley de la Termodinámica. Este es el link:

    http://ciencia.astroseti.org/hawking/vida.php

    Saludos

  6. RaD|Tz said

    Esto serviría para echar por tierra el supuesto calentamiento global?

  7. Rufo said

    Esto no tiene nada que ver con el calentamiento global. Si el calor que llega a la tierra no escapa a la misma tasa que siempre lo ha hecho, se modifican las condiciones del delicado equilibrio que propicia la riqueza y biodiversidad de la tierra.
    Adema el calentamiento, de ‘supuesto’, no tiene nada.
    Saludos.

  8. no sirve la informacin es muy poca

  9. no sirve la informacion

  10. Oliver Tinetti said

    pues aunq ya corregiste q esto lo escribiste hace muchos años debo recalcar q la informacion esta bastante floja y vaga rozando casi en lo incorrectol, sobre todo cuando tratas de explicar los enunciados de la segunda ley de la termodinamica, o el concepto de la entropia que lo redujiste al desorden y no a las irreversibilidades que la generan y que deterioran la EXERGIA(disponibilidad)no la ENERGIA como mencionaste ya que la energia se conserva en cualquier proceso, pero sobre todo me parece realmente equivoco decir q el calor es la forma de energia mas inutil que existe, pues me parece que no sabes nada sobre la generacion de potencia mediante la transformacion de calor en trabajo, pues asi como funcionan todos los motores de combustion interna o los ciclos brayton y rankine. bueno solo intento hacer un poco mas reales estos sitios.saludos

  11. Oliver Tinetti said

    y por cierto tambien estoy en desacuerdo cuando dices que la vida casi viola la segunda ley porq lo que sucede con la vida es una explicacion exacta de la segunda ley: la generacion de entropia hace que cada vez se reduzca mas la disponibilidad (exergia) hasta que toda la energia se ha ido al sumidero y llega al punto que se llama estado muerto en el q la disponibilidad tiende a cero y es asi como la entropia cumple su funcion reguladora de la vida

  12. Nestor Meza said

    Hola, pues complementando lo que dice Oliver Tinetti que al parecer, se a aplicado hacia el area de generacion de potencia, me parece que tu concepto de energia esta algo errado; la energia se compone de una parte disponible para la generacion de trabajo y una parte que se pierde, a las cual llamamos irreversibilidades, como serian los rozamientos como un vago ejemplo de estos, deberias de reforzar ese concepto; tambien habria que aclarar que el calor que se percibe en la parte trasera del refrigerador (condensador), no solo compensa que adentro este frio como vos lo dijiste; sino que el calor percibido de ese lado es el calor extraido de la carga de regrigeracion dentro de tu refrigerado, asi que ese calor le pertenecio a los alimentos que ahora estan dentro de el. La entropia es algo mas que el simple desorden de las cartas, son las irreversibilidades que hacen imposible una eficiencia del %100, solo por mencionar algo, Felicito a Tinetti por su acertado comentario.

  13. Rufo said

    Oliver, Nestor, agradezco mucho vuestros comentarios, cosas como esta hacen grandes a los blogs.
    Todos estamos de acuerdo en que no es este el articulo que le daría a un estudiante de física de bachillerato o de los primeros cursos universitarios para explicarle lo que es la entropía, yo mismo he seguido estudiando una ingeniería técnica, y aunque no he tenido ninguna asignatura de termódinamica, sé a que os referis.
    Oliver, con respecto a calificar el calor como forma de energía más ‘inutil’ que existe, unicamente uso la frase de un profesor que tuve, y tan solo se aplica al punto de vista humano, y nuestra limitación como ingenieros puesto que practicamente la única forma que conocemos de extraer energía de los combustibles es transformando primero su energía quimica en térmica, luego en mecánica, finalmente en eléctrica, con una eficiencia penosa en el caso de los motores de explosión.
    Con respecto a la vida, supongo que quise tocar un aspecto más filosófico, puesto que hay gente que usa el segundo principio de la termodinámica como ‘demostración’ de que la vida es un milagro (obra de Dios ¿?) que viola las leyes de la física. La existencia de vida es improbable, que no imposible, tan solo quise matizar ese punto.
    Nestor, entiendo perfectamente el funcionamiento de un refrigerador, sencillamente creo que no nos hemos entendido bien.

    Os invito a ambos, si quereis, a continuar la charla en la siguiente dirección http://www.raciondepersonalidad.es/2005/10/28/segunda-ley-de-la-termodinamica-entropia/ , puesto que este blog se halla abandonado desde hace meses. Saludos

  14. peter said

    hasta ahora no entiendo lo que has querido decir, si el universo existe es por que existe es desorden y a su vez el orden todo conjugan en el límite de la separacion de un sidtema, creo en el orden del universo lo que encontramos a nuestro alrededor por efecto intrincico, pero a la vez jau sistemas que no podemos controlar y por defecto se nos ocurrio llamarlo entropía……espero colaborar con esto al entendimiento de este tema gracias.

  15. erika said

    es muy interesante!!!!!!

  16. elizabeth said

    es muy interesante aunque me cuesta mucho entenderla, es un poco complicada pero aun haci es muy interesante

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