1.1.7 Entropía

1.1.7 ENTROPÍA




 
El término entropía se puede utilizar en Física, Química, Psicología, de forma filosófica, en las
Empresas, etc. Lógicamente la entropía que nosotros estudiaremos es aquella relacionada con la
física y la química.


¿Qué es la Entropía?

La entropía es una propiedad de estado en la que importa solamente el estado inicial y final, independientemente de camino recorrido para pasar de uno a otro. La entropía no se define en valores absolutos, se miden cambios (incrementos= Δ) entre uno y otro estado entrópico. Pongamos algún ejemplo para que te queda mucho más claro. Primero un sistema reversible y luego un sistema irreversible (no puede volver al estadoinicial).

Ejemplos de Entropía



Tenemos una habitación ordenada =

Sistema Inicial. Ahora la desordenamos, tiramos la ropa, muebles, etc. Hemos cambiado el sistema

inicial y ahora tengo un sistema final = habitación desordenada.



Si quieres colocar las cosas para que esté la habitación ordenada te costará más o menos trabajo,

en función de lo desordenada que acabara la habitación. Más desordenada implica que necesito

más trabajo para volver a ordenarla (volver al sistema inicial).


La habitación al principio tenía muy poco entropía, ya que estaba bastante ordenada, pero

después del proceso (desordenarla) aumentó la entropía.



Cuanto más he variado el sistema inicial (habitación ordenada), más trabajo me costará volver al

estado inicial, más entropía tengo en mi habitación o más desorden. No solo es más difícil volver al

estado inicial cuanto más lo cambio, sino que además tendremos menos posibilidades de volver el
sistema (habitación) al estado inicial.


Incluso pudiera ser que nunca lograra volver al estado inicial, la habitación igual de ordenada que

al principio, esto ocurre en los sistemas llamados Irreversibles



Los estados irreversibles aumentan la entropía. Los estados que hemos cambiado mucho, tienen

mucha entropía.




Variación pequeña del estado inicial = poco entropía tenemos en el estado final.

Variación muy grande del estado inicial = gran entropía tenemos en el estado final.

Si un sistema experimenta un gran aumento de la entropía en el proceso de cambio, el sistema se
vuelve irreversible.


Un ejemplo de Sistema Irreversible. Rompemos un plato, el plato roto tendrá una gran entropía

porque es irreversible, ya no podremos dejarlo como estaba al principio. Del plato nuevo al roto se

experimenta un gran aumento de la entropía. Freír un huevo es otro proceso irreversible.

Hay una ley fundamental de la Naturaleza que dice que en todo proceso natural la entropía crece.
Por lo tanto, la entropía, se trata de una cantidad que no decrece en ningún proceso físico, y que
por lo general crece, dando lugar a procesos que reciben el nombre de irreversibles, porque no se
pueden deshacer, no es posible volver al estado de entropía anterior, dado que ésta no puede
decrecer.


Veamos un ejemplo más físico y real de un sistema irreversible. Si echamos una gota de tinta en

agua observamos cómo ésta se difunde hasta que toda el agua se vuelve de color uniforme. Lo que

jamás veremos es que las partículas de tinta se reúnan de nuevo en una gota separada del agua. Al
cambiar el sistema inicial echando la gota de tinta, hemos aumentado tanto la entropía del
sistema, que se vuelve irreversible.


Entonces.... ¿Cómo medimos la entropía? La manera de utilizarla es medirla en nuestro sistema

inicial, es decir, antes de cambiar el sistema, y volverla a medir al final del proceso que sufrió el

sistema.


Es importante señalar que la entropía no está definida como una cantidad absoluta S (símbolo de

la entropía), sino lo que se puede medir es la diferencia entre la entropía inicial de un sistema Si y

la entropía final del mismo Sf.


Es por eso que la fórmula de la entropía sería: ΔS= incremento de entropía = Sf - Si.

No tiene sentido hablar de entropía sino en términos de un cambio en las condiciones de un

sistema.




La Entropía en la Química



Si hablamos de la entropía en química, podríamos decir que es el desorden que tienen las

moléculas en un sistema. Un ejemplo:



¿Qué estado tiene más Entropía? Pues lógicamente el gas, porque tiene sus moléculas más

desordenadas. Además si calentamos el gas, sabemos que las moléculas adquieren mayor

velocidad, están más desordenadas, o lo que es lo mismo al aumentar la temperatura
aumentamos la entropía.


Otro ejemplo: Imagina un bote de perfume y pulverizamos sobre una esquina de una habitación.

El perfume no sólo permanecerá en ese rincón de la habitación. Las moléculas de perfume

acabarán llenando la habitación. El perfume pasó de un estado ordenado a un estado de
desorden, extendiéndose por toda la habitación y aumentando su entropía.



Por: Marín Gómez Camila Itzel

Comentarios

Publicar un comentario

Entradas más populares de este blog

1.1.9. Reacciones exergónicas y endergónicas.

Imagen
Para determinar si una reacción es exergonica o endergonica se necesita saber la diferencia de energía libre  D G.  Cuando la  D G es negativo se dice que dichas reacciones son reacciones exergonicas  porque las moléculas de los reactivos tienen mayor energía que las moléculas de los productos, por lo cual la variación de energía es menor que cero. REACTANTES    →     PRODUCTOS   +   ENERGÍA Cuando su D G es positivo no puede transcurrir espontáneamente porque requiere de un aporte de energía libre y a estas se llaman reacciones endergonicas  porque las moléculas de los reactivos tienen menos energía que las moléculas de los productos, por lo cual la variación de energía es mayor que cero. REACTANTES + CALOR →  PRODUCTOS Ejemplos de reacciones exergonicas: H 2(g)    +  Cl 2(g)   →    2HCl (g...
Leer más

1.2.2 Celdas electroquimicas

Imagen
“Celdas Electroquímicas” ¿Qué son las celdas electroquímicas? Una celda electroquímica es un dispositivo experimental por el cual se puede generar electricidad mediante una reacción química (celda Galvánica). O, por el contrario, se produce una reacción química al suministrar una energía eléctrica al sistema (celda Electrolítica). Estos procesos electroquímicos son conocidos como “reacciones electroquímicas” o “reacción redox” donde se produce una transferencia de electrones de una sustancia a otra, son reacciones de oxidación-reducción. ¿Quiénes las crearon? Las celdas electroquímicas fueron desarrolladas a finales del siglo XVIII por los científicos Luigi Galvani y Allesandro Volta por lo que también se las denomina celda galvánica o voltaica en su honor. ¿Quién es Luigi Galvani? Luigi Galvani (Bolonia, Italia, 9 de septiembre de 1737-ibídem, 4 de diciembre de 1798) fue un médico, fisiólogo y físico italiano, sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléct...
Leer más

1.1.3 Energía Interna y Entalpía

Imagen
Energía Interna La magnitud que designa la  energía almacenada  por un sistema de partículas se denomina energía interna (U). La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear. La energía interna es una  función de estado , es decir, sólo depende del estado inicial y del estado final. Como consecuencia de ello, la variación de energía interna en un ciclo es siempre nula, ya que el estado inicial y el final coinciden:   El  calor  intercambiado en un proceso viene dado por: Siendo  C  la capacidad calorífica. En este proceso, por realizarse a volumen constante, se usará el valor  C v  (capacidad calorífica a volumen constante). Entonces, se obtiene finalmente: ...
Leer más

1.2 Procesos Electroquímicos

Imagen
Electroquímica :   Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan entre un conductor eléctrico (llamado electrodo) y un conductor iónico (electrolito). En un sentido más amplio, la electroquímica es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes. Entonces los procesos electroquímicos son aquellos en donde se produce la transformación entre la energía eléctrica y la energía química. El campo de la electroquímica ha sido dividido en dos grandes secciones. La primera de ellas es la Electrólisis, la cual se refiere a las reacciones químicas que se producen por acción de una corriente eléctrica. La otra sección se refiere a aquellas reacciones químicas que generan una corriente eléctrica, éste proceso se lleva a cabo en una celda o pila galvánica. ...
Leer más

1.1.1 Sistemas, estados y funciones de estados

Imagen
Cuando estudiamos el intercambio de energía en los procesos que ocurren en la naturaleza, necesitamos definir conceptos como el de  sistema . En las reacciones químicas, el sistema se encuentra formado por las sustancias químicas que intervienen en ellas y el entorno sería todo lo demás. Definición de función de estado. Se debe saber que algunas variables termodinámicas son, además, lo que se conoce como  funciones de estado . ¿Qué significa esto? Significa que si el sistema sufre una modificación y pasa de un estado A a un estado B, el valor de estas variables termodinámicas que son funciones de estado no depende de cómo se ha efectuado la transformación, sólo del estado del sistema. Veremos esto con un ejemplo concreto para que sea más sencillo, tomando como variable la temperatura. Consideremos un sistema que está en un estado A en el cual la temperatura es de 20ºC. Este sistema sufre una transformación y pasa a estar en un estado B en el cual la temperat...
Leer más

1.2.1 Reacciones de Oxidación y Reducción.

Imagen
Reacciones de oxidación y reducción.  Se considera como reacción de transferencia de electrones La oxidación y reducción, también conocida como redox , es un proceso químico en el cual cambia en número de oxidación de un elemento. El proceso puede incluir la transferencia completa de electrones para formar uniones iónicas o sólo una transferencia parcial o desplazamiento de electrones para formar uniones covalentes.  Se efectúa una oxidación cuando aumenta el número de oxidación como resultado de la pérdida de electrones. Y una reducción siempre que el número de oxidación disminuya como resultado    de una ganancia de electrones. La oxidación y la reducción se efectúan simultáneamente en una reacción química; una no puede sucede sin la otra. Oxidación: Incremento del número de oxidación                    Perdida de electrones. Reducción:...
Leer más

1.1.4 Reacciones exotérmicas y endotérmicas

Imagen
Reacciones  Exotermicas El prefijo  exo  significa “hacia fuera”. Por lo tanto entendemos que las  reacciones exotérmicas  son aquellas que liberan energía en forma de calor. El esquema general de una reacción exotérmica puede ser escrito de la manera siguiente, donde A, B, C y D representan sustancias genéricas. En otras palabras, toda la energía que entró en el primer miembro de la ecuación química, debe salir íntegramente en el segundo miembro de la ecuación. De donde obtenemos la siguiente conclusión:  si una reacción es exotérmica, entonces la entalpía de los reactivos  ( Hr  )  es mayor que la entalpía de los productos ( Hp  ) , pues una parte de la energía que estaba contenida en los reactivos fue liberada para el medio ambiente en forma de calor y apenas otra parte de esa energía quedó contenida en los productos.  Entonces en una reacción exotérmica:  Hr > Hp No es posible determinar directamente la en...
Leer más

1.1.5 Entalpías de enlace.

Imagen
Entalpías de enlace.  También conocida como entalpía de disociación de enlace, energía de enlace promedio o fuerza de enlace. Es la energía almacenada en un enlace entre átomos de una molécula. Específicamente, es la energía que debe agregarse para conseguir la escisión del enlace homolítica o simétrica en fase gaseosa. Un evento homolítico o evento de ruptura de enlace simétrica significa que cuando el enlace se ha roto, cada uno de los átomos que eran parte el enlace original recibe un electrón, convirtiéndose en un radical, en vez de que se forme un ion. La energía de enlace  Es la energía necesaria para romper un mol de enlaces en estado gaseoso. La energía del enlace H-H es mayor que la del enlace Cl-Cl. Esto quiere decir que el enlace en la molécula H 2 , es más fuerte que en la de Cl 2. Las energías de enlace           son siempre positivas, ya que para romper un enlace se requiere energía. El concepto de...
Leer más

1.1.6 Termoquímica. Ley de Hess.

 Termoquímica. Ley de Hess. La   Termoquímica  estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas. El calor que se transfiere durante una reacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción". La entalpía es una función de estado, luego su variación no depende de la trayectoria. La combustión (ver figuras 8.23 y 8.24) es un ejemplo de reacciones químicas donde se liberan grandes cantidades de energía. Por ejemplo, la combustión del hidrógeno que se indica a continuación:    En este caso, el sistema es el hidrógeno, el oxígeno y e...
Leer más