Calculadora de entropía

Calcula el cambio de entropía termodinámica a partir del calor reversible y la temperatura absoluta.

Cambio de entropía a partir del calor
Usa la relación isotérmica reversible: el cambio de entropía es el calor dividido entre la temperatura.

Acerca de la calculadora de entropía

La entropía es una función de estado termodinámica que describe cómo se dispersa la energía entre las configuraciones microscópicas accesibles a un sistema. En una transferencia reversible de calor a temperatura absoluta constante, el cambio de entropía es el calor reversible dividido entre la temperatura. Esta calculadora aplica directamente esa relación. Acepta calor en kilojulios, lo convierte a julios y lo divide entre la temperatura en kelvin para obtener julios por kelvin. El signo del calor importa. El calor absorbido reversiblemente por el sistema es positivo y produce un cambio de entropía positivo. El calor liberado por el sistema es negativo y produce un cambio negativo. Un valor positivo no demuestra por sí solo que un proceso sea espontáneo, ya que la espontaneidad depende del cambio total de entropía del sistema y su entorno. Como alternativa, a temperatura y presión constantes, la energía libre de Gibbs combina entalpía y entropía en el criterio habitual de espontaneidad. En un denominador termodinámico siempre debe usarse la temperatura absoluta. No se pueden sustituir directamente valores Celsius, porque cero grados Celsius no significa energía térmica nula. Convierte Celsius a kelvin sumando 273.15. Transferir la misma cantidad de calor provoca un cambio de entropía mayor a menor temperatura, porque esa energía representa una redistribución relativa más importante frente a la energía térmica existente en el sistema. La ecuación simple de calor dividido entre temperatura se aplica exactamente a una trayectoria reversible isotérmica. Sin embargo, como la entropía es una función de estado, a menudo puede evaluarse un cambio real irreversible imaginando una trayectoria reversible conveniente entre los mismos estados inicial y final. Los procesos con temperatura variable requieren integración, normalmente mediante la capacidad calorífica y el logaritmo de la razón entre las temperaturas final e inicial. Las transiciones de fase a su temperatura de equilibrio son una aplicación directa habitual: divide la entalpía molar de fusión o vaporización entre la temperatura de transición. Usa esta herramienta para estimar cambios de fase, transferencias reversibles con depósitos térmicos, ejercicios de clase y comprobaciones de unidades termodinámicas. Asegúrate de que el calor y la entropía correspondan a la misma cantidad de sustancia, como un mol o una muestra completa. Las reacciones más complejas pueden requerir tablas de entropía molar estándar, correcciones de capacidad calorífica, términos de mezcla o cálculos separados del sistema y el entorno antes de llegar a una conclusión completa.

Ejemplos de cálculo de entropía

Calor y temperaturaCambio de entropíaContexto
6.01 kJ a 273.15 K22.00 J/KCambio de entropía aproximado al fundir un mol de hielo.
10 kJ a 400 K25 J/KEntra calor reversible positivo al sistema.
-5 kJ a 250 K-20 J/KEl calor que sale del sistema produce un cambio de entropía negativo en él.

Cómo calcular el cambio de entropía

  1. Identifica el calor reversible transferido hacia el sistema o desde él.
  2. Introduce el calor en kilojulios, con signo negativo si sale del sistema.
  3. Convierte la temperatura del proceso a kelvin e introdúcela.
  4. Selecciona Calcular cambio de entropía e interpreta el signo y las unidades.

Preguntas frecuentes sobre entropía

¿Por qué la temperatura debe estar en kelvin?

Las razones termodinámicas requieren una escala absoluta de temperatura. El cero de Celsius es arbitrario y produciría resultados físicamente incorrectos.

¿El cambio de entropía puede ser negativo?

Sí, la entropía de un sistema puede disminuir al liberar calor o volverse más ordenado. La segunda ley se refiere al cambio de entropía conjunto del sistema y su entorno.

¿Esta fórmula funciona si cambia la temperatura?

El cociente directo se aplica al calor reversible transferido a una sola temperatura. Si esta cambia, hay que integrar el calor reversible dividido entre la temperatura a lo largo de una trayectoria adecuada.

¿Qué diferencia hay entre entropía y entalpía?

La entalpía representa una cantidad de energía útil a presión constante; la entropía describe la dispersión de la energía y los estados accesibles. La energía libre de Gibbs combina ambos efectos.

¿La entropía mide el desorden?

El desorden es una analogía introductoria útil, pero puede inducir a error. Una visión más precisa relaciona la entropía con la dispersión de la energía y el número de estados microscópicos accesibles.