jueves, 15 de diciembre de 2022

La entropía, ¿qué es?

 La entropía es un concepto físico de la teoría termodinámica.
Puede decirse que es una medida de nuestra ignorancia sobre el sistema físico que estamos estudiando.
Por ejemplo, de un cubo de hielo podemos llegar a decir que tiene una estructura "fija" compuesta de moléculas de agua prácticamente inmóviles, una estructura con una forma geométrica fácil de describir y representar.
Hay pocas variantes de esa estructura fija.

Sin embargo, cuando hablamos de un gas encerrado en una caja, debemos pensar en trillones de trillones de moléculas en permanente movimiento, chocando caóticamente entre sí y con las paredes del recipiente. Se imaginan la imposible tarea de describir la posición y velocidad de cada una de esas innumerables moléculas instante por instante. Decimos entonces que ignoramos el comportamiento microscópico del gas y lo estudiamos con sus propiedades macroscópicas, su temperatura, la presión que ejerce sobre las paredes.

Ignoramos mucho sobre ese gas encerrado, tiene alta entropía afirmamos.
El cubo de hielo es fácil de describir, conocemos sus posibles estructuras, tiene baja entropía decimos.

También podemos decir que el gas puede tener una enorme cantidad de configuraciones posibles de sus moléculas, en cuanto a sus movimientos y sus posiciones. Tiene muchísimos grados de libertad, se dice.
Por su lado, el cubito de hielo casi que tiene una única forma de organizarse, o sea, posee pocos grados de libertad.
Así, otra manera de entender la entropía es asociándola a los grados de libertad de un sistema, o sea, a la cantidad de configuraciones posibles que puede adoptar. Más configuraciones posibles, más entropía.

De esta última idea surge una explicación de la "flecha del tiempo".
¿Por qué el jarrón después de romperse por la caída no vuelve a reconstruirse espontáneamente?
Porque hay innumerables formas en las que se puede romper y sólo una (o unas pocas) en las que puede volver a formarse solo para darnos la satisfacción de verlo de nuevo.
Dicho de otra manera, las chances, la probabilidad de que todos sus pedazos vuelvan a juntarse por sí mismos es prácticamente nula comparada con la probabilidad de ver sus partes dispersas por el suelo.

La entropía vino de la termodinámica pero fue adoptada también por la informática y la cosmología. Aquí comparto un maravilloso video de divulgación muy serio que explica este concepto tan escurridizo de una manera clara y atrapante:

Sigan el canal ScienceClic de Youtube, es uno de los grandes divulgadores de la ciencia.

Prof. Ángel Castro

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