Idea Bàsica: Entropia

Conceptes previs a l'article:

Entropia: Mesura del grau de desordre d’un sistema físic. El seu símbol és S.
Temperatura: Nivell de vibració de les partícules d’un cos o sistema. En el sistema internacional es mesura en Kelvins (K).
Kelvin: Unitat de temperatura absoluta. Tf de l’aigua= 273K. No és possible que un sistema tingui una temperatura de 0K; en aquest nivell les partícules deixen de vibrar.
Calor: Diferència de temperatura entre dos cossos. El calor es transmet sempre de cossos calents als freds. Com major és la diferència de temperatura entre dos cossos, major és la calor que és transmeten.

L'entropia d’un sistema aïllat sempre augmenta. Aquesta és el significat de l'enunciat del segon principi de la termodinàmica.

Un cos que tingui temperatura ( que tots en tenen ) ha de tenir entropia, ja que això és degut a la vibració de les partícules, que al xocar, es desordenen.

En dos sistemes amb una gran diferencia de temperatura l'entropia passarà del sistema amb major temperatura (A) al que en té menor (B). En aquest procés el sistema A disminuirà la seva entropia perquè la seva temperatura també ho farà, però, en canvi, la del sistema B augmentarà. D'alguna manera, en total, l'entropia absoluta de l’Univers augmentarà.

Però com pot ser que en el sistema A ha augmentat i en el B ha disminuït?

Imaginem un cas:

En una habitació (sistema) buida hi ha dos pilotes (representant partícules); una en repòs (A) i l’altre en moviment (B). Si A xoca contra B, aquesta anirà més poc a poc però la B estarà en moviment i haurà canviat de posició ( d'alguna manera és com si es traspassés l'energia ). Això condueix a un augment de l’entropia (figura 1).

És impossible que un sistema assoleixi una entropia igual a cero, per aconseguir-ho necessitaríem energia infinita i això no és possible.

L'entropia és el fonament de la fletxa del temps de la termodinàmica ( mirar contribució a Vikipèdia ) ; és pot dir que el passat és un moment en que l’entropia era inferior a la de l’actualitat i el futur un moment en el temps amb major entropia.

Un sistema amb entropia sempre emetrà radiació electromagnètica però la pregunta és: Com?

La radiació electromagnètica es transportada pels fotons, unes partícules sense massa. Aquest fotons són emesos per electrons amb alts nivells d’energia. Un electró augmenta el nivell d’energia quan absorbeix un fotó, que transporta energia i en baixa quan xoca contra un altre electró amb menys energia. Per baixar de nivell d’energia de l’electró és necessari que aquest alliberi part de la seva energia en un fotó. El fotó alliberat se’n va en forma de radiació electromagnètica. Els electrons només poden alliberar el fotó si perden l'energia justa. La energia necessària és compte en quants ( paquets d'energia ).