La grandezza termodinamica chiamata entropia, simboleggiato dalla lettera S, è relazionato a grado di organizzazione di un sistema. Maggiore è il disordine nel sistema, maggiore è l'entropia.
Ad esempio, immagina di mettere il cloruro di sodio (NaCl) in acqua. Quello che succede è la loro dissociazione ionica, rilasciando ioni nell'acqua, come mostrato di seguito:
1 NaCl(S) → 1 pollice+(qui) + 1 Cl-(qui)
Nota che 1 mole di molecole di sale dà origine a 2 mole di ioni dissociati. Gli ioni in soluzione sono più disorganizzati che nel solido, il che significa che l'entropia di questo sistema è aumentata.
IL variazione di entropia, ∆S, è misurato da:
L'entropia e il disordine di un sistema hanno a che fare con la spontaneità dei processi fisici. Se l'entropia e il disordine aumentano, significa che il processo è spontaneo. Consideriamo ad esempio la caduta di un bicchiere, questo è un processo spontaneo, in cui il disordine del sistema aumenta. Il processo opposto, cioè le schegge di vetro che salgono e recuperano il vetro, non avviene, non è spontaneo ed è irreversibile.
Un altro caso è la caduta dell'acqua dalle dighe, che è un processo spontaneo; in questo caso possiamo concludere che l'entropia aumenta. Tuttavia, l'acqua che ritorna da sola alla sommità della diga non è spontanea, sarebbe necessaria un'azione esterna, come una pompa dell'acqua per farlo. E se fosse possibile, l'entropia diminuirebbe.
Perciò, in ogni processo naturale l'entropia dell'Universo o del sistema aumenta sempre.
La variazione di entropia può essere misurata anche, in sistemi isotermici (della stessa temperatura) dalla seguente equazione:
Su cosa:
che cosarev = energia reversibilmente sotto forma di calore;
T = temperatura.
Poiché la variazione di entropia è direttamente proporzionale alla temperatura, abbiamo che a temperature più basse la disorganizzazione sarà minore, e viceversa
Un altro modo per calcolare la variazione di entropia è metterla in relazione con il calore:
La variazione di entropia è direttamente proporzionale alla variazione di energia, e questa proporzionalità è data dalla temperatura T.
Secondo Lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907), è impossibile costruire un motore termico in cui tutto il calore della sorgente viene utilizzato pienamente nel lavoro, cioè la sua resa non sarà mai 100%. L'energia che viene dissipata sotto forma di calore si trasforma in entropia, aumentando il disordine nel sistema.
Abbiamo quindi che l'aumento di entropia è molto importante, perché senza di esso non accadrebbe nulla, è responsabile del verificarsi dei fenomeni. Questo è legato al significato della parola “entropia”, che deriva dal greco it, che significa "in" e inciampa, che è "cambiamento".
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
