Calculadora de Cambio de Entropía
Halla el cambio de entropía desde el calor y la temperatura.
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Cómo funciona
La entropía es una medida del desorden o, más precisamente, del número de maneras microscópicas en que se puede disponer la energía de un sistema, y esta calculadora halla el cambio de entropía durante una transferencia de calor reversible a temperatura constante. Introduces el calor transferido en julios y la temperatura absoluta en kelvin, y devuelve el cambio de entropía en julios por kelvin. La fórmula, cambio de entropía igual a calor dividido entre temperatura, proviene de la termodinámica clásica y es una de las bases de la segunda ley, que establece que la entropía total de un sistema aislado nunca disminuye. Añadir calor a un sistema aumenta su entropía porque la energía añadida puede distribuirse entre más estados posibles, mientras que extraer calor la disminuye. La temperatura en el denominador tiene una consecuencia importante: transferir una cantidad dada de calor cambia más la entropía cuando la temperatura es baja que cuando es alta, por eso el calor fluye naturalmente de lo caliente a lo frío y por eso los motores no pueden ser perfectamente eficientes. La entropía subyace a la dirección de los procesos espontáneos y a los límites de eficiencia de motores y refrigeradores.
ΔS = Q / T
Para un proceso reversible a temperatura constante, el cambio de entropía es igual al calor transferido dividido entre la temperatura absoluta en kelvin. Añadir calor a un sistema eleva su entropía porque la energía se reparte entre más arreglos microscópicos, mientras que quitar calor la reduce. La temperatura en el denominador significa que la misma cantidad de calor produce un cambio de entropía mayor a baja temperatura que a alta temperatura.
Fuente:Thermodynamics (Clausius definition of entropy)
Revisamos todas nuestras herramientas de vez en cuando para garantizar su precisión.
Ejemplo resuelto
Cómo usar esta calculadora
- 1
Introduce tus valores
Introduce heat transferred (q) y temperature (t).
- 2
Ajusta las opciones
Ajusta cualquier opción para adaptarla a tu situación.
- 3
Lee tu resultado
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Preguntas frecuentes
¿Qué es la entropía?
La entropía es una magnitud termodinámica que mide el número de arreglos microscópicos compatibles con el estado global de un sistema, descrita a menudo de forma laxa como la cantidad de desorden. Mayor entropía significa que la energía y la materia están más repartidas y menos ordenadas. Es central para la segunda ley de la termodinámica, que dice que la entropía total de un sistema aislado tiende a aumentar con el tiempo.
¿Cómo calculo el cambio de entropía?
Para un proceso reversible a temperatura constante, divide el calor transferido entre la temperatura absoluta en kelvin. El calor añadido al sistema cuenta como positivo y eleva la entropía, mientras que el calor retirado cuenta como negativo y la reduce. Para procesos donde la temperatura cambia, integrarías a lo largo del proceso, pero la razón simple se aplica bien a pasos isotérmicos y es la base del cálculo aquí.
¿Por qué la temperatura debe estar en kelvin?
La entropía se define usando la temperatura absoluta, que empieza en el cero absoluto, y solo la escala kelvin la mide correctamente. Usar Celsius o Fahrenheit, que tienen puntos cero arbitrarios, daría resultados sin sentido e incluso podría implicar dividir entre cero o números negativos. Convierte cualquier temperatura en Celsius a kelvin sumando 273,15 antes de calcular el cambio de entropía.
¿Qué dice la segunda ley de la termodinámica?
La segunda ley establece que la entropía total de un sistema aislado nunca disminuye; se mantiene igual en un proceso reversible o aumenta en cualquier proceso real e irreversible. Por eso el calor fluye espontáneamente de lo caliente a lo frío, por eso las máquinas de movimiento perpetuo son imposibles, y por eso ningún motor térmico puede convertir todo su calor de entrada en trabajo. La entropía marca la flecha del tiempo.
¿La entropía puede disminuir?
La entropía de un sistema particular puede disminuir localmente, por ejemplo cuando el agua se congela en hielo ordenado, pero solo si la entropía aumenta al menos otro tanto en otro lugar, como en el entorno que absorbe el calor liberado. La entropía total del sistema más su entorno nunca disminuye. Un refrigerador reduce la entropía en su interior solo volcando más entropía a la habitación.
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