Definición de entropía

El vocablo “entropía”, como muchos conceptos del español, proviene del griego ἐντροπία, “entropía”, que significa, a grandes rasgos, transformación. A su vez, el concepto griego está relacionado con ἐντροπή, “entropé”, que significa cambio o giro. Es un concepto ampliamente utilizado en la física, donde específicamente hace alusión a la magnitud termodinámica que señala cuál es la energía no utilizable para realizar trabajo. Otra forma de definirlo es que es la medida del desorden en un sistema. Así, podemos afirmar que es, básicamente, la tendencia que un sistema tiene al desorden.

Describiremos este concepto en las diferentes áreas donde podemos hallarla. ¡Empecemos!

Entropía en termodinámica: historia.

La entropía, en este campo, será aquella magnitud que servirá a modo de criterio con el cual predecir cómo evolucionan los sistemas termodinámicos.

Este concepto fue empleado hacia mediados del siglo XIX por Rudolf Clausius. El era un físico y matemático alemán, y se lo ha considerado a lo largo de la historia como uno de los nombres centrales, sino el más importante, en la termodinámica. ¿Qué es la termodinámica? Es la parte de la física donde se describe qué ocurre cuando hay cambios de temperatura, presión y, también, volumen en un sistema. A continuación, detallaremos la historia de este concepto en relación con el alemán.

Clausius y la entropía.

Hacia 1850, Rudolf Clausius (1822-1888) publica un artículo llamado “Sobre la fuerza motriz del calor”, en el que había trabajado sobre la teoría mecánica del calor. Señalaba allí que no hay posibilidad de que, sin ayuda externa, una máquina transfiriese calor de un cuerpo a otro que estuviera más caliente.

Cuando se piensa en las leyes de termodinámica, la segunda propone que no hay ni creación ni destrucción de materia y de energía, sino que hay transformación, cambio. No es sino hasta el año 1865 que, una vez más, el autor propone una formulación en lenguaje matemático sobre la entropía, a la que llamará aquella proporción de energía que tiene un cuerpo y que no es capaz de generar trabajo: señala, además, cómo hay irreversibilidad en la entropía, es decir, es un proceso en el que esta se incrementa, y no puede frenarse ni detenerse. Tomó el concepto del griego, para describir este proceso.

Entropía y orden.

Cuando se piensa en la idea de que la entropía en un sistema tiende a aumentar con el paso del tiempo, se la puede relacionar con la idea de que, tras un determinado tiempo transcurrido, todo sistema va a tender, o va a orientarse, hacia el desorden. ¿Cómo puede explicarse esto? Bajo la premisa de que mientras más equilibrado se encuentre este sistema, mayor será su tendencia a la entropía, es decir, al desordenamiento.

Aquí, a su vez, nos encontramos con dos conceptos:

Entropía positiva.

Si aumenta el desorden de un sistema, la entropía también lo hace. Un ejemplo gráfico de esto puede ser si pensamos en una botella de alcohol que tenga un rociador, de la que nos serviremos para desinfectar objetos, o nuestras manos. Una vez que apretamos el rociador para que arroje este alcohol en, por ejemplo, algún objeto, el alcohol no se quedará en el lugar específico al cual estábamos apuntando, sino que las partículas de este alcohol se disiparán y cubrirán un espacio cada vez más amplio. Esto significa que el alcohol, inicialmente “ordenado” (dentro de la botella), ha pasado a un estado de desorden, con lo cual, al expandirse, vemos cómo su entropía ha crecido (y no puede detenerse).

Entropía negativa.

También ha recibido el nombre de negantropía, o sintropía, y supone que hay una tendencia a poder generar mecanismos que disminuyan la entropía, es decir, que de alguna manera se busque volver al estado de equilibrio.

Este concepto ha sido acuñado por Erwin Schrödinger (figura central en la mecánica cuántica, y famoso por su experimento de física cuántica sobre el gato y la caja, que también se denomina una paradoja). En 1943, lanzó su libro “What is life?” en el que tal concepto es descrito.

A grandes rasgos, entonces la negantropía o entropía negativa es aquella que un sistema utiliza para disminuir sus propios niveles de desequilibrio. Esto ocurre en pos de que este sistema pueda generar su subsistencia, y tenemos el caso de sistemas abiertos que contribuyen a que tenga lugar esta tendencia a alejarse del “caos”, del desorden, y busca así un nuevo equilibrio.

Ejemplos de entropía.

Si pensamos en cómo este concepto puede aplicarse a nuestras existencias cotidianas, veremos que puede ser más sencillo de comprender.

Ya indicamos que la entropía es, en cierto punto, una tendencia irreversible. Consideremos, por ejemplo, eventos de la naturaleza donde comprobaremos que, a medida que el “desorden” o la entropía aumentan, lo hará de manera acelerada e incontrolada. Un volcán, por ejemplo: pensemos en que un volcán contiene magma dentro de sí, y que puede pasar mucho tiempo sin que entre en actividad (lo que hace que la gente pueda vivir cerca de él, dado que muchos permanecen muchísimos años sin erupcionar). Al momento en el que el magma sube, y es algo que ocurre de una forma muy agresiva e incontrolable, podemos entender aquí como se aplica el concepto de entropía.

Si bien hay muchos tipos de erupción, es usual que desprendan gases que pueden ser peligrosos, lava que rebose por las laderas de este y que puede provocar muchas muertes si hay un poblado allí. Un ejemplo de cómo una ciudad puede ser arrasada por un volcán es lo que ocurrió con el monte Vesubio en el 79 d.C.

No solo quedaron sepultadas dos ciudades (Herculano y Pompeya, esta mucho más afectada), sino que, además, tras casi un día de erupciones constantes y de una terrible lluvia de piedra pómez, posteriormente la lava quemó a quienes habían sobrevivido y no habían podido huir.

Si de desastres ambientales hablamos, no podemos dejar de lado que este tipo de procesos entrópicos ocurren durante incendios forestales. Muchas áreas han tenido lamentables focos de incendios provocados por el humano, pero que, en función de la época (el nivel de destrucción es mucho mayor mientras más calor haga en el área) puede provocar verdaderas catástrofes ambientales, y de destrucción y quema de flora y fauna local.

Un ejemplo de cómo los incendios a medida que avanzan generan más destrucción es lo ocurrido en la provincia de Córdoba hacia el año 2020. Entre julio y agosto empezó a haber focos que se fueron expandiendo por el terreno durante muchas semanas, algunos se apagaban y en muchos casos otros se reactivaron luego. La magnitud y pérdida de esta catástrofe ha llevado a que se viesen afectadas más de 300.000 hectáreas de la provincia, que posteriormente llegaron a la provincia vecina, San Luis, donde hubo casi 100.000 hectáreas afectadas.

Citar este artículo

Fernández, A. M. (3 de enero de 2022). Definición de entropía. Uso del concepto, historia y ejemplos. Definicion.com. https://definicion.com/entropia/