Se conoce como entropía a la tendencia natural que tienen los sistemas a perder orden. Hoy en día esta palabra, que viene del griego donde significa “vuelta”. es mayormente utilizada en sentido figurado.
El término fue acuñado por el físico alemán Rudolf Clausius en 1850 al notar que, en los procesos irreversibles, una pequeña porción de energía térmica escapaba del sistema. Más tarde, la química, las matemáticas, la lingüística, la física y astrofísica y hasta la computación y la ecología se adueñaron del término para darle diferentes significados, pero siempre respetando el principio según el cual la entropía se refiere a la medida de desorden (o caos) hacia la cual tienden los sistemas.
Por ejemplo, en física, se refiere al grado de irreversibilidad alcanzado por un sistema después de un proceso en el que se transforme energía. En química, la entropía se observa en la formación de compuestos mientras que en astrofísica, la entropía se presenta en los agujeros negros. En la teoría de la información, se llama así a la incertidumbre existente en relación a un conjunto de datos. Para la informática, la aleatoriedad que recogen los sistemas operativos o las aplicaciones para usarla en criptografía, también es denominada entropía.
¿Qué es la entropía en Física?
En esta rama de la ciencia, la entropía se simboliza con la letra S y se refiere al grado de equilibrio o, mejor dicho, al nivel de tendencia al desorden que tiene un sistema termodinámico y que recibe el nombre de “variación de entropía”. Curiosamente, cuando la variación de entropía es positiva significa que los componentes del sistema se mueven a un estado de mayor desorden que cuando la entropía es negativa.
A su vez, la entropía es clave en la formulación de la Segunda Ley de la Termodinámica según la cual: “la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse en el tiempo”. Esto quiere decir que, en un determinado periodo de tiempo, los sistemas tenderán a desordenarse. Cuanto más próximo al equilibrio esté el sistema, más tenderá al caos puesto que a mayor equilibrio, mayor entropía.
También puede llamarse entropía a la energía desechable que producen los sistemas cuando realizar un trabajo y se acumula sin usarse.
Por ejemplo, cuando en un proceso isotérmico, es decir, de igual temperatura, un sistema pasa de un estado inicial a uno secundario, la entropía (S2 – S1) será igual a la cantidad de calor que el sistema intercambie con el medio ambiente (Q1→ Q2), dividida por su temperatura. Esto se traduce en la siguiente ecuación: S2 – S1 = (Q1→ Q2)/ T y da cuenta de que lo único que es posible calcular son las variaciones de entropía en el sistema y no los valores absolutos, puesto que el único momento en que no existe entropía es en el cero absoluto de temperatura que son 0 K o -273,16 °C.
Entropía negativa
La entropía negativa, sintropía o neguentropía es la entropía que los sistemas liberan o exportan con el objetivo de sostener bajos sus niveles de entropía. El primero en utilizar esta definición fue el físico Erwin Schrödinger en 1943.
Este intercambio de entropía es posible sólo en sistemas abiertos, los cuales logran mantener su entropía natural gracias a los aportes de los otros subsistemas con los cuales se relacionan. En estos casos, para el sistema abierto la entropía negativa significa una resistencia sustentada en los subsistemas que permiten el reequilibrio del sistema principal. En los sistemas cerrados, en cambio, no es posible que el proceso entrópico se detenga por sí mismo.
Ejemplos de entropía
Algunos ejemplos cotidianos de entropía son:
La ruptura de un objeto, por ejemplo un florero, que puede interpretarse como un sistema ordenado y equilibrado con gran potencial entrópico. La ruptura en pedazos de este objeto se toma como un hecho natural y temporal que no puede tener lugar inversamente con la misma esponateidad.
La descomposición radiactiva es otro proceso irreversible en el cual los átomos inestables y de alta carga entrópica se convierten en otros estables al cambiar de elemento y, en ese cambio, expulsan mucha energía. Dicha liberación de energía es lo que se conoce como radiación.
El fin del universo. Si bien no es un proceso cotidiano, es un concepto que muchos conocerán, ya que desde hace varios años existe la teoría de la “muerte térmica”. Según los físicos que aprueban esta hipótesis, la entropía del universo en expansión llegará, en un futuro lejano, a un punto máximo en el cual se equilibrará produciendo un cese del movimiento y de la transferencia de calor. Esto producirá que no sea posible ninguna evolución ni ningún cambio puesto que todo estará en un balance demasiado perfecto.
