Hay un concepto crucial
para química y la física.
Este explica porque los procesos físicos
son de una manera y no de otra
por qué se derrite el hielo,
por qué la crema se propaga en el café,
por qué sale el aire
de una llanta rota.
Se llama entropía, y es
notoriamente difícil de entender.
La entropía se describe usualmente como
una medida del desorden.
Esa es una representación conveniente,
pero desafortunadamente es...
Por ejemplo, ¿qué es mas caótico
una vaso de hielo picado o un vaso de agua
a temperatura ambiente?
La mayoría de las personas
diríamos el hielo
pero realmente ese tiene menos entropía.
Hay otra manera de pensar en ello
a través de la probabilidad.
Esto puede ser un poco difícil de entender
pero tomate un momento para asimilarlo
y tendrás mejor entendiemiento
sobre la entropia.
Piensa en dos pequeños cuerpos sólidos
que están
comprendidos cada uno
de 6 enlaces atómicos.
En ese modelo la energía en cada solido
cuerpo denso está almacenada en un enlace.
Estos pueden verse como
contenedores simples
que pueden sostener unidades invisibles
de energía conocida como cuántica.
A más energía tiene el cuerpo sólido,
mas caliente es.
Sucede que hay numerosas maneras de que la
energía puede ser distrubuida
en los dos cuerpos sólidos
y aún haber la misma energía en cada uno.
Cada una de estas opciones se llama
microestado.
Por 6 cuanticos de energia en en solido A
y 2 en solido B
hay 9702 microestados.
Por supuesto, hay otras maneras
que de organizar nuestras 8 energías
Por ejemplo, toda la energía puede estar
en el sólido A y ninguna en el sólido B
o la mitad en el sólido A
y mitad en el sólido B
Si asumimos que cada microestado
es igualmente probable,
podemos ver que
algunas configuraciones de la energía
tienen mas probabilidades
de ocurrir que las otras.
Esto es debido a
su mayor número de microestados.
La entropía es una medida de toda
probabilidad de configuración de energía.
Lo que vemos es que
la configuración de la energía
en la que la energía se dispersa entre
los cuerpos sólidos
tiene la mayor entropía
Así que en terminos generales
la entropía puede ser vista como medida
de esta propagación de la energía.
Baja entropia significa que
la energía está concentrada.
La alta entropía significa
energía esparcida.
Para ver porque la entropía es útil
explicando procesos espontáneos,
como elementos calientes derritiendose,
necesitamos mirar el sistema dinámico
en el que se mueve la energía.
En realidad, la energía
no se queda quieta.
Ésta continua moviéndose entre
enlaces vecinos.
Mientras las energía se mueve,
su configuración puede cambiar.
Por la distribución de los microestados,
hay un 21 % de posibilidad que el sistema
esté mas tarde en la configuración
en el cual la expansión
de la energía se maximiza.
hay un 13 % de posibilidad
que esta vuelva a su punto inicial,
y un 8 % de posibilidad
que A gane energía.
Nuevamente, vemos que con más formas
cómo la que la energía se dispersa
y la entropía alta concentra energía,
esta energía tiende a dispersarse.
Es por esto que si pones
un objeto caliente cerca a uno frio,
el frió se calentará y el caliente
se derretirá.
Pero incluso en este ejemplo,
hay un 8 % de posibilidad que
el objeto caliente se vuelva mas caliente.
¿Por qué pasa esto en la vida real?
Es por que tamaño del sistema.
Nuestros cuerpos sólidos hipotéticos
solo tienen 6 enlaces cada uno.
Ampliemos los sólidos a 6000 enlaces y
8000 unidades de energía,
y empecemos nuevamente el sistema
con tres cuartos de la energía en A
y un cuarto de la energía en B
Ahora encontramos que la probabilidad de
que A adquiera más energía espontáneamente
es un numero pequeño.
Objetos conocidos que usamos diariamente,
tienen más partículas que este.
La probabilidad de que un objeto caliente
se vuelva más caliente
es absurdamente pequeña
simplemente nunca sucede.
El hielo se derrite,
la crema se mezcla
y las llantas se desinflan
porque estos estados tiene mas
energía dispersa que los originales.
No hay una fuerza misteriosa empujando
los sistemas a mayor entropía.
Es solo que la mayor entropía es
estadisticamente más probable
Es por esto que la entropía has sido
llamada flecha del tiempo.
Si la energía tiene la oportunidad
de esparcirse, lo hará.