Una duda sobre el concepto de entropía

[Sartie]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

El problema es que no puedes añadir impurezas cuando el sistema está cristalizado.

A lo que me rerfiero con que no es dinámico es a la comparación directa entre un estado cristalizado y otro del mismo sistema cristalizado con impurezas añadidas.

Para que se produzca este aumento de entropía, es necesario que dichas impurezas añadidas se integren en la composición de los cristales; por lo que, necesariamente tienes que partir de un estado inicial no cristalizado, produciéndose intercambio de calor en el proceso de cambio de entropía.

bueno pues si que puedes añadir impurezas sin calentar, por lo menos sin hacerlo directamente. Coges tu muestra y bombardeas por ejemplo con un cañon de iones de muy baja energia, de modo que creas vacantes atomicas, eso se trata como una impureza y la creacion de la vacante se realiza mediante el intercambio de momento entre el ion (preferiblemente de un gas noble) y el atomo en su celda cristalina. La creacion de esta impureza aumenta la entropia del sistema.
De igual modo lo hace el tener una muestra recien preparad y exponerla al aire, se contamina en apenas unos microsegundo aumentando la entropia de la superficie hasta que se llega a un estado de equilibrio, todo sin necesidad de calentar.

[Jose D. Escobedo]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

Hola amigos. Quiero compartir con ustedes una nueva duda: Dado que la entropía se define como dS = dQ/T, ¿esto implica que el único modo de aumentar la entropía de un sistema es transfiriéndole calor? Como siempre, muchas gracias por sus respuestas.

Esto no es el unico modo de aumentar la entropia, Otra forma de crear entropia es mezclando dos differentes materiales. Por ejemplo, supongamos que tienes dos gases monoatomicos ideales en un recipiente separados por una delgada pared removible y estos tienen la misma energia, el mismo volumen y el mismo numero de particulas. Si se removiera la separacion proporcionada por la pared, la entropia aumentaria. Te sugiero calcularlo por ti mismo.

Nota: Esto aplica unicamente a diferentes gases como helio y argon, pero no si pones el mismo gas la entropia no aumentara. Porque?

Si te atreves a contestar el porque en la nota, aprenderas un poquito mas de la "entropy of mixing"

[Metaleer]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

Me sorprende cómo el ejemplo clásico no ha sido mencionado. La entropía de un gas ideal que sufre una expansión libre (expansión de Joule, donde a priori se tiene un gas ideal en una cámara, y otra cámara separada por una válvula donde se ha hecho el vacío; se abre la válvula y el gas se expande; las dos cámaras están separadas del resto del universo por paredes adiabáticas) aumenta, aunque este proceso se realice sin transferencia de calor (es un proceso adiabático irreversible). A priori no parece ser coherente, ya que

$\displaystyle S_2 - S_1 = \int_1^2 \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T},$

pero es que el proceso que tenemos no es reversible, y no podemos aplicar esta ecuación. No obstante, la entropía es una función de estado. Sólo hay que imaginarse un proceso reversible que conecte los estados inicial y final, y el cambio de entropía de este proceso virtual reversible nos darás la variación de $S$ buscada. Para este fin, se imagina un proceso reversible a temperatura constante, y en este proceso, la variación de entropía sí se puede calcular con la definición integral:

$\displaystyle S_2 - S_1 = \int_1^2 \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T} = \frac{Q}{T},$

donde $Q$ es el calor que se absorbe en el proceso reversible. Como $\Delta U = 0 \Rightarrow Q = W$, ya que en un gas ideal, $U(T)$ y el proceso que hemos supuesto es a temperatura constante, y por tanto:

$\displaystyle S_2 - S_1 = \frac{Q}{T} = \frac{W}{T} = n R \ln \left(\frac{V_2}{V_1}\right)>0,$

y vemos cómo en un proceso sin ninguna transferencia de calor, la entropía del sistema y del universo aumentan (la entropía de los alrededores permanece constante).

[Jose D. Escobedo]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

Me sorprende cómo el ejemplo clásico no ha sido mencionado. La entropía de un gas ideal que sufre una expansión libre (expansión de Joule, donde a priori se tiene un gas ideal en una cámara, y otra cámara separada por una válvula donde se ha hecho el vacío; se abre la válvula y el gas se expande; las dos cámaras están separadas del resto del universo por paredes adiabáticas) aumenta, aunque este proceso se realice sin transferencia de calor (es un proceso adiabático irreversible). A priori no parece ser coherente, ya que

$\displaystyle S_2 - S_1 = \int_1^2 \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T},$

pero es que el proceso que tenemos no es reversible, y no podemos aplicar esta ecuación. No obstante, la entropía es una función de estado. Sólo hay que imaginarse un proceso reversible que conecte los estados inicial y final, y el cambio de entropía de este proceso virtual reversible nos darás la variación de $S$ buscada. Para este fin, se imagina un proceso reversible a temperatura constante, y en este proceso, la variación de entropía sí se puede calcular con la definición integral:

$\displaystyle S_2 - S_1 = \int_1^2 \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T} = \frac{Q}{T},$

donde $Q$ es el calor que se absorbe en el proceso reversible. Como $\Delta U = 0 \Rightarrow Q = W$, ya que en un gas ideal, $U(T)$ y el proceso que hemos supuesto es a temperatura constante, y por tanto:

$\displaystyle S_2 - S_1 = \frac{Q}{T} = \frac{W}{T} = n R \ln \left(\frac{V_2}{V_1}\right)>0,$

y vemos cómo en un proceso sin ninguna transferencia de calor, la entropía del sistema y del universo aumentan (la entropía de los alrededores permanece constante).

Creo que carroza ya lo menciono en el post #7 de este hilo si no crees hechale una leidita.

[Metaleer]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

Creo que carroza ya lo menciono en el post #7 de este hilo si no crees hechale una leidita.

Cierto, aunque bueno; ya están todos los cálculos realizados para el que esté interesado. A mi en su día me pareció muy curioso este resultado.

[ignorante]

Re: Una duda sobre el concepto de entropía

Hola amigos. Gracias a todos por sus comentarios a mis dudas. Nuevamente he aprendido mucho de ellos. Sin embargo todavía me quedan varias dudas sobre el resbaloso concepto de entropía. Voy a pensar y replantear tales dudas y las compartiré con ustedes posteriormente en otros hilos. Hasta la próxima y gracias otra vez.