Este documento define la entropía como una medida del desorden en un sistema aislado y explica los conceptos de microestados y macroestados. También describe cómo la entropía aumenta en procesos irreversibles debido a un mayor número de microestados desordenados, mientras que se mantiene constante en procesos de equilibrio reversible.

1. Capítulo 22
Entropía
Integrantes: Jonathan Salgado
Johan Sepúlveda
Víctor Yelicich

2. Temas a tratar:
• Entropía
• Concepto de Microestado y Macroestado
• Entropía a escala microscópica
• Entropía en procesos reversibles e
irreversibles

3. ¿Qué es la entropía?
• Se define como la medida del desorden
de las moléculas en un sistema aislado.
• La entropía está compuesta de
microestados y macroestados.

4. • Microestados: Configuración particular
microscópica del sistema termodinámico.
• Macroestados: Caracterización del
sistema termodinámico mediante los
valores de un número de variables de
estado, de las cuales al menos una de
ellas es una magnitud extensiva (volumen,
presión, etc). Es una descripción
macroscópica.

5. Ejemplo:
Macroestado 1:
Se abre el paso a todo el recipiente
Macroestado 2:

6. Microestados asociados
Al macroestado 2:
El anterior Macroestado
generado por el cambio
de una variable
(Macroestado 2 c) se
compone de diversos
microestados.

7. • Para un macroestado, todos sus microestados son igualmente probables, sin
embargo, hay mayor probabilidad de que el microestado que adopte sea
desordenado, ya que posee más microestados desordenados.
• Un ejemplo de esto seria el siguiente:
• En un carnaval se presenta el juego de la imagen.
• Hay 2 posibles macroestados: ganar un pez negro (orden) o un pez dorado
(desorden).
• De las 25 peceras, solo 2 contienen peces negros (solo hay 2 microestados
ordenados).
• La probabilidad que gane un pez dorado es 23/25 (microestados desordenados).
• Sin embargo, la probabilidad de que le acierte a alguna de las peceras es igual
para todas (todos los microestados son igualmente probables).
El juego de la imagen consiste en lanzar una
Moneda y que caiga en una de las peceras.
En la pecera que caiga, el pez que esté en su
Interior será el premio para el participante.

8. • La formación original de entropía (termodinámica)
comprende la transferencia de calor durante un proceso
reversible.
• Debemos considerar que es un proceso muy pequeño el
que un sistema cambie de un estado de equilibrio a otro.
• Si “ΔQ” es la cantidad de energía transferida por calor
cuando el sistema sigue una trayectoria reversible entre
los estados, entonces el cambio de entropía (ΔS) es
igual a esta cantidad de energía para el proceso
reversible dividido entre la temperatura absoluta del
sistema (T):
-Si el sistema absorbe calor, ΔQ = (+) y ΔS
ΔS = ΔQ aumenta.
T -Si el sistema pierde calor, ΔQ = (-) y ΔS
disminuye.

9. Entropía a escala microscópica
• Supongamos que una molécula ocupa un
volumen Vmolécula.
• El número total de posibles lugares de una
sola molécula es: Vrecipiente
Vmolécula
• A medida que se agregan más moléculas al
sistema, se multiplica el número de formas
posibles de configuración de las moléculas.
• Por lo tanto, si hay M1 formas de poner la
primera molécula, y para cada uno de éstos,
hay M2 formas de poner la segunda
molécula, el número total de formas de
poner las dos moléculas es M1*M2.

10. • Si cada molécula puede estar en cualquiera de los
(Vrecipiente/Vmolecula) lugares, el número de formas de colocar “N”
moléculas en el recipiente sería:
Winicial = (Vrecipiente/Vmolecula)^N
• La razón entre el número de formas de posición de las
moléculas en el volumen del recipiente para el estado inicial y
final es:
Wfinal = (Vfinal/Vmolecula)^N = (Vf)^N
Winicial (Vinicial/Vmolecula)^N (Vi)^N
• Dada la razón, podemos llegar a la siguiente ecuación:
• Cuantos más microestados haya que corresponden a un
macroestado dado, mayor es la entropía en ese
macroestado.

11. Entropía en un proceso reversible
(Equilibrio)
• Ej: Cuando el agua, bajo la presión de 1 atm está justo
en 0 ºC, el agua y el hielo se interconvierten
reversiblemente. El agua y el hielo se encuentran en
equilibrio.
Agua Hielo
• Como no hay preferencia en ninguna de las dos
direcciones, la entropía del universo no cambia, es decir:
ΔSuniverso = ΔSentorno + ΔSsistema = 0
• En un proceso espontáneo la entropía del universo
aumenta y en procesos de equilibrio se mantiene
constante.

12. Entropía en procesos irreversibles
(Espontáneo)
• Para calcular la entropía en procesos reales debemos
recordar que la entropía sólo depende del estado del
sistema.
• El cambio de entropía cuando el sistema se “desplaza”
entre 2 estados de equilibrio depende del punto inicial y
el punto final.
• El cambio de entropía para un sistema y su entorno es
siempre positivo en procesos irreversibles, por lo tanto el
desorden siempre aumenta en un proceso irreversible.
• La entropía total en un sistema aislado que
experimenta un cambio no puede disminuir.

13. Conclusión
• La entropía siempre es mayor en los
gases, ya que poseen una mayor
separación entre sus moléculas.
• Los procesos reversibles son ideales, ya
que no es posible eliminar por completo
efectos disipadores, que produzcan calor
o efectos que tiendan a perturbar el
equilibrio, como la conducción de calor
por diferencias de temperatura.

14. Bibliografía
• http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignatura
s/fisica/termo2p/entropiamicro.html
• http://inquietudes.wordpress.com/2008/01/27/entendiend
o-la-entropia/
• http://4.bp.blogspot.com/-
F4kLvPrbASY/TdK_SFPViUI/AAAAAAAAABQ/TG2UeE
Q7SNs/s1600/entropia2.png
• Libro Física Serway 6ta edición