¿Qué es la entropía y para qué sirve?

Intuitivamente, la entropía es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía por unidad de temperatura que no puede utilizarse para producir trabajo. La función termodinámica entropía es central para el segundo principio de la termodinámica.

Para la física, la entropía es cualquier degradación que exista en la materia o en la energía, llevándola a un estado inerte. En términos de informática podemos entender la entropía como la medida de la incertidumbre generada ante una cantidad de mensajes cuando solo se espera recibir uno.

Ejemplos de entropía

Algunos ejemplos cotidianos de entropía son: La ruptura de un plato. Si entendemos el plato como un sistema ordenado y equilibrado, con un alto potencial entrópico, veremos que su fragmentación en pedazos es un suceso natural, temporal, que no sucede de manera espontánea en sentido inverso.

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Los seres vivos somos de baja entropía y para poder vivir necesitamos comida que sea de baja entropía. La comida se procesa y libera energía dentro de nuestro organismo, por lo que su entropía aumenta en el camino, este proceso nos permita realizar trabajo y seguir viviendo.

Los fenómenos de equilibrio o disipación de un sistema termodinámico, descritos anteriormente, es lo que en física se conoce como entropía. Los seres vivos tienen la capacidad de transformar la energía que recibe del entorno para llevar a cabo su metabolismo y vivir.

La neguentropía se puede definir como la tendencia natural de que un sistema se modifique según su estructura y se plasme en los niveles que poseen los subsistemas dentro del mismo. Por ejemplo: las plantas y su fruto, ya que dependen los dos para lograr el método de neguentropía.

Entropía es sinónimo de desorden. El concepto apareció en la física del siglo XIX para designar la capacidad de un sistema termodinámico para aumentar su energía en forma de calor mientras mantiene su temperatura; esa energía no se podrá emplear en realizar un trabajo útil por el sistema.

La entropía es una medida de cuánta libertad tienen los átomos de una sustancia para extenderse, moverse y organizarse de manera aleatoria . Por ejemplo, cuando una sustancia cambia de sólido a líquido, como el hielo al agua, los átomos de la sustancia obtienen más libertad para moverse.

La entropía es una función de estado que, evaluada para todo el universo, aumenta en una transformación irreversible y permanece constante en una transformación reversible.

La segunda ley de la termodinámica sostiene que todos los procesos que ocurren en el universo se realizan de manera que siempre aumenta el desorden, y por tanto la entropía, a nivel global aunque no necesariamente a nivel local, esto es en un espacio pequeño y/o un intervalo de tiempo pequeño.

Según los físicos, la entropía nos es útil porque permite establecer 'la flecha del tiempo'. Por la ley la entropía, podemos extraer también que el universo evoluciona siempre a un estado de menor información o de destrucción de información.

En resumen, según Lehninger, "los organismos vivos preservan su orden interno tomando de su entorno energía libre, en forma de nutrientes o luz solar, y devolviendo a su entorno una cantidad igual de energía en forma de calor y entropía".

Algunos objetos tienen baja entropía, como el sol, que no comenzará su descenso final hasta dentro de cinco mil millones de años. La vida humana, al menos en comparación con el sol, tiene un ritmo elevado , siete u ocho décadas aproximadamente, dependiendo de su salud, estilo de vida y género. Los sistemas pasan naturalmente de una tasa de entropía baja a una alta.

La energía del universo tiende a distribuirse en todo el espacio en busca del equilibrio, de la mayor estabilidad, de la mayor dispersión y probabilidad posibles; lo que da lugar al gran desorden, a la mayor redistribución, al caos y a la entropía máxima.

En biología evolutiva, los principios de la entropía se han utilizado para describir el cambio irreversible de los sistemas a través del tiempo 5 y para cuantificar la organización y complejidad de poblaciones y comunidades 6,7.

La entropía es una medida de la disponibilidad de la energía: mide la cantidad de energía que ya no se puede aprovechar transformándola en trabajo. Un aumento de la entropía supone una disminución de la energía disponible: ni el carbón ni el petróleo pueden quemarse dos veces.

Partículas I en estado de atracción o repulsión. La Teoría del Yo muestra claramente que la entropía es la característica de la repulsión. Dado que la Negentropía es la fuerza opuesta a la Entropía , podemos decir que la Negentropía es la característica de la atracción.

La entropía puede ser positiva o negativa. La entropía positiva ocurre cuando un sistema se vuelve más desordenado y la entropía negativa ocurre cuando un sistema se vuelve menos desordenado o más ordenado .

Cuando la temperatura es más alta, el flujo de calor que entra al sistema produce un aumento de entropía. Las unidades de la entropía, en el Sistema Internacional, son el J/K (o Clausius), definido como la variación de entropía que experimenta un sistema cuando absorbe el calor de 1 julio a la temperatura de 1 kelvin.

f. Fís. Medida del desorden de un sistema. Una masa de una sustancia con sus moléculas regularmente ordenadas, formando un cristal, tiene entropía mucho menor que la misma sustancia en forma de gas con sus moléculas libres y en pleno desorden.

La palabra entropía tiene sus raíces en el griego entropía , que significa "un giro hacia" o "transformación". La palabra fue utilizada para describir la medición del desorden por el físico alemán Rudolph Clausius y apareció en inglés en 1868.

El físico y matemático alemán Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822-1888) introdujo el concepto de entropía en 1865, de hecho siguiendo líneas bastante abstractas. Acuñó la palabra del griego τροπη (tropo¯), que significa transformación, giro, cambio .

La entropía psicológica es un concepto que la psicología ha adoptado de la termodinámica refiriéndose, de acuerdo con esta rama de la física, al hecho por el cual los sistemas tienen una tendencia a derivarse hacia un estado desordenado y caótico.

No habría reacciones químicas ni procesos químicos. Todos los procesos serán extremadamente lentos: la irreversibilidad de un proceso provoca entropía. Sin entropía, el universo sería un proceso lento reversible en equilibrio con su entorno .

Lo que importa es que Rudolf Clausius, en 1850, inventa una cantidad a la que llama "entropía" (palabra tomada del griego cuyo significado está relacionado con transformación) para satisfacer ciertos requerimientos matemáticos de la termodinámica, con unas propiedades bastante atípicas para ser una cantidad física.

Tras el aumento de la entropía, la disipación de materia y energía continúa hasta que nuestro universo se vuelve tan infinitamente desordenado que la entropía ya no puede aumentar y los acontecimientos llegan a su fin . A esto se le llama muerte térmica del universo.

La entropía siempre aumenta, porque una gran cantidad de desorden es, por definición, más probable que una baja cantidad de desorden . Con nuestra definición de desorden como la multiplicidad del macroestado, cada condición de un sistema tiene un desorden bien definido.