SEGUNDA LEY: ENTROPÍA

El primer principio de la termodinámica es la formalización del principio de conservación de la energía, según el cual la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma. Según esto, en cualquier proceso que se da en la naturaleza, el balance de energía es nulo. Esta descripción de la naturaleza es cierta, pero incompleta. En efecto, el primer principio no nos dice nada del sentido en el que pueden ocurrir los procesos a la naturaleza de manera espontánea. Un ejemplo de esto es cuando ponemos en contacto dos cuerpos con diferente temperatura: se establece un flujo de calor desde el cuerpo con temperatura más alta hasta el de temperatura más baja. Según el primer principio, el calor cedido por el cuerpo caliente debe ser igual al absorbido por el cuerpo frío, pero no explica por qué el flujo de calor no se dirige desde el cuerpo frío hasta el caliente, que es un caso que no iría en contra del principio de conservación de la energía. 

En la caída de un cuerpo desde cierta altura hasta el suelo se produce la transformación de la energía potencial en energía térmica como consecuencia del impacto. El primer principio de la termodinámica no niega la posibilidad de transformación de la energía térmica en potencial y que el cuerpo se eleve hasta su altura inicial. Por otro lado, todos sabemos que esta transformación no se dará espontáneamente, es decir, sin ninguna acción exterior. 

La observación de la naturaleza nos indica la existencia de una limitación de los procesos que tienen lugar en ella espontáneamente. Esta limitación del sentido en el que se dan los procesos en la naturaleza, que describe el primer principio, impone la necesidad de establecer una ley general que determine la espontaneidad de los procesos, es decir, que tenga en cuenta cuál es el sentido en que se producen espontáneamente los procesos. Esta ley es el segundo principio de la termodinámica. 

Es decir, la variación de entropía es igual a la variación de calor entre la temperatura a la que se encuentra el sistema. La entropía S es una función de estado del sistema. Tiene un valor único para cada estado de equilibrio, independientemente de cómo se llegó a dicho estado. Según la ecuación (38), la entropía está relacionada con magnitudes que son medibles, como la variación de calor Q y la temperatura T.

Parece que la naturaleza prefiere el desorden y el caos. Con el segundo principio se puede demostrar que, si no se realiza trabajo, es imposible transferir calor desde una región de temperatura más baja a otra con temperatura más alta.

El segundo principio de la termodinámica afirma que la entropía S, didáctico. es decir, el desorden de un sistema aislado, nunca puede decrecer.