Entropía y astrofísica.

[Jomlop]

El incremento lo puedes poner así: ∆ en el mapa de caracteres de windows puedes buscar todos los caracteres que quieras, este en concreto es el U+2206 hay muchos más: ∂ ∏ ∑ √ ∞ ≈ ∫ ≠ ≤ ¼ ½ ¾ ² ± ³

Respecto a mezclar la cuántica con la termodinámica ... eso lo hace una rama de la física que es la mecánica estadística.

La cosa es como sigue: la cuantica explica mediante sus procedimientos el estado de un átomo o molécula particular, la mecánica estadística combina mediante métodos estadísticos las propiedades de muchos de estos átomos para obtener la ecuación de estado del sistema, que es una expresión que relaciona las propiedades del sistema entre sí y finalmente la termodinámica usa esa expresión para deducir el comportamiento del sistema cuando se le somete a diferentes procesos.

Por ejemplo nos puede sonar la ecuación de estado de los gases ideales: PV = NRT esta expresión la usa la termo pero no es capaz de inventarla, para ello es necesario promediar las propiedades de las partículas de forma estadística y en ese paso perdemos cosas como el principio de incertidumbre y cosas parecidas de la cuántica ya que ahora tratamos con un "macrosistema" de partículas y no con las propiedades de cada una de las mismas

Saludos

[ramsonian]

Gracias jomlop. No sé muy bien como escribir el incremento,con eso del mapa de caracterres de Windows, pero la función copy-paste hará su papel
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
jejeje

[inavarro88]

Moraleja: no digas boberias

Pero respecto a la primera pregunta, ¿no podría tener sentido igualmente?

Un Saludo

[Jomlop]

Para los caracteres están en: inicio, programas, accesorios, herramientas del sistema, mapa de caracteres aqui tienes todas las fuentes con todos los caracteres. Para cuando no te acuerdes de donde lo tenías para copiarlo

Inavarro88 no es ninguna tontería, si alguien tiene una duda lo suyo es preguntarlo, si se la guarda por el que dirán siempre la tendrá, de esta forma ahora sabes de donde van saliendo las expresiones que usa la termo, si no preguntas,....

respecto a lo del universo que pierde calor es más complicado de lo que parece, ¿tiene bordes el universo? tendemos a imaginar que si pero es como ¿tiene borde la superficie de la tierra? como es una esfera: no. Por tanto no se que decirte. No se sabe la forma del universi, ni siquiera las dimensiones que tiene.

De todas formas si el calor se saliese del universo, el calor es del universo y a donde llegase también lo sería por haber llegado el calor alli, por tanto no se saldría bastante lío

Saludos

[ramsonian]

Para los caracteres están en: inicio, programas, accesorios, herramientas del sistema, mapa de caracteres aqui tienes todas las fuentes con todos los caracteres. Para cuando no te acuerdes de donde lo tenías para copiarlo

UPS! Recordarme que no os diga nunca cuáles son mis estudios (menudo bochorno)

[Franky]

ramsonian escribió:

Bueno, en realidad la definición de proceso reversible en termodinámica es que son los procesos cuyo dS (incremento de entropía) del universo es cero. Si te fijas la 2ºley decía que dicho incremento era igual o mayor que cero. Pues bien los que son iguales a cero son los reversibles. El problema es que dichos procesos no son operativos, requerirían condiciones ideales y disponibilidad de tiempo infinta . Para que te hagas una idea, una vez que exista el más mínimo rozamiento en un sistema se acabó la reversibilidad en el sentido de que dS ya no es cero

Esto que acabas de decir es muy interesante ramsonian. Creo que viene a decir, si no me equivoco: que la velocidad de un proceso influye directamente en la cantidad de entropía que se genera. A más velocidad más entropía y viceversa.
Por el ejemplo de la jarrea que se cae, podemos deducir que los campos de fuerzas, como los campos gravitatorios, también generan entropía en mayor o menor medida, dependiendo de la intensidad del mismo. Un ejemplo: sobre la Tierra la suerte que puede correr una jarra de cristal que se cae desde cierta altura, es facil de imaginar; lo más seguro es que la jarra se rompa. Ahora imaginemos un planeta pequeño; o mejor, un satelite cuya fuerza gravitatoria sea muy pequeña. Podríamos situar la jarra a cierta altura y soltarla. La jarra caería lentamente y al final se posaría suavemente sobre la superficie del satelite sin romperse y sin levantar una mota de polvo.
La gravedad del satelite influye en su velocidad de caida, lo que hace disminuir la cantidad de entropía que se genera al final del proceso; al contrario de lo que ocurriría sobre la Tierra.
Ahora pienso en la nebulosa a partir de la cual se formó la Tierra. ¿Cuanto tiempo tardó en condensarse, cien millones, mil millones, varios miles de millones de años?. ¿A qué velocidad se condensó?. ¿No se podría haber condensado a una velocidad tal, que el desequilibrio termodinámico fuese mínimo?.
La gravedad de la Tierra es ahora de 9,8 m/seg2, pero al principio, cuando se fué condensando la nebulosa que la formó, era mínimo. Al principio se crearía un pequeño núcleo de materia, y sobre éste se irían posando suavemente las moléculas y partículas que forman la nebulosa panetaria (como en el ejemplo del satélite) hasta terminar de crear el planeta Tierra. Si la velocidad de dicho proceso fuese lo suficientemente lenta, el aumento de entropia del universo sería imperceptible; y el proceso podría considerarse como reversible. (Todo esto es una simple suposición).
Por otro lado me gustaría comentaros algo que se me antoja como una paradoja. Tiene que ver con la paradoja de Olbers. El problema del universo infinito que producía una cantidad de energía infinita fué explicado, principalmente, gracias al descubrimiento de la expansión del universo. Es decir, que la energía interna del universo no aumenta dado que el universo aumenta de tamaño y las galaxias se alejan unas de otras. Sin embargo, la termodinámica dice que la temperatura del universo aumenta poco a poco. ¿No nos lleva ésto a pensar que en el futuro, la temperatura del universo será tal que podría elevar la temperatura de todo, incluso la de la Tierra, de manera que no se pueda vivir en ella?. Entonces, ¿cómo es que se eleva la temperatura del universo, si la energía no satura el espacio debido a la expansión del universo?. El calor que aumenta la temperatura del universo es energía en definitiva, y si la expansión del universo explica el por qué no está el universo iluminado por la energía generada por las estrellas, también debería explicar el hecho de que la temperatura no subiese en el universos; sin embargo, no es así. Nada, que se me antoja una paradoja, o es que todavía me queda mucho por aprender sobre termodinámica. (Yo creo que va a ser ésto último).

Un saludo.

[ramsonian]

NO PUEDE SER.
Te he escrito dos veces la respuesta y por fallos en mi conexión la he perdido DOS veces.!!! -estoy al borde del colapso-

Mañana te la escribiré otra vez- más o menos_(es que ya he perdido la paciencia!!)
pero basicamente la respuesta era que
1) la formación de la tierra es uno de esos procesos que es ireversible no importa como lo hagas (porque el sistema esta siempre en DESEQUILIBRIO... en este caso físico, producido por los diferentes potenciales del campo gravitatorio)

2) planteame, la pregunta de Olbers-entropico de otra manera... no acabo de comprender hacia donde vas con tu exposición.

[deeper_space]

Un pequeño consejo, ramsonian... yo lo que hago es editarlo primero en el bloc de notas, después pego el texto y le pongo el formato. Porque tampoco es la 1ª vez que pierdo dos páginas de explicaciones y eso cabrea.

P.D: excelente tu exposición en este hilo. No me atrevo ni a participar

[Franky]

Lo primero es darte las gracias por tu interés ramsonian ; y aluego voy a intentar explicarte lo que quiero decir con lo de la paradoja de Olbers-entropía del universo.

Vamos a fijarnos en dos procesos que se observan en el universo:
Por un lado, la paradoja de Olbers: ésto creo que lo tienes bastante claro (yo no se si lo tengo tan claro ),le energía emitida por todas las estrellas del universo está limitada dado que el universo se está expansionando y el alejamiento de galaxias, con el consiguiente desvio al rojo que se produce, limita la cantidad total de energía que circula por el universo. Digamos que la energía que circula por el universo se mantiene constante o dentro de unos límites no peligrosos. Lo cual explica el por qué no tiende a ser infinita dicha energía.
Por otro lado la entropía del universo aumenta poco a poco. Esto quiere decir, que la cantidad de energía que se vierte al universo mediante los procesos que se producen en su interior (formación de estrellas, planetas, galaxias, etc.) es cada vez mayor.
[Lo que si quiero aclararte es que yo tomo el calor que se genera en los procesos y me digo: "la forma en que se vierte el calor al universo en cualquier transformación es en forma de calor, que no son sino fotones (visibles los del Sol, infrarojos los de la Tierra, etc), pero al fin y al cabo son fotones que van aumentando la temperatura del universo". (Lo cual no se si está bien hecho)].
Entonces veo la paradoja de Olbers que dice que la cantidad de energía del universo no aumenta; porque si aumentase en cualquier cuantía, al final la energía tendería a ser infinita. Cosa que se me antoja imposible.
Sin embargo, las leyes de la entropía dicen que el calor aumenta en el universo, con lo cual al final del tiempo el calor en el universo sería infinito, cosa que choca de frente con las ideas de la paradoja de Olbers. Puesto que a mi modo de ver, el calor es energía al fin y al cabo. Y si aumenta el calor en el universo, al final la energía en el mismo aumentaría hasta el infinito. (En fin, que no se si me aclaro ni yo).

Un saludo.

[ramsonian]

A ver... me pongo con esta respuesta maldita que me ha llevado ya tres intentos.
1) Una cosa que aún no hemos dicho de la entropía y que es bastante importante es que es una variable de estado de sistema. ¿Qué significa esto? pues que no importa el "camino" que uses, el Δ de entorpia del sistema sólo dependerán del estado inicial y del estado final. ¿que quiere decir esto? que el ΔS de calentar un gramo de agua un grado es el mismo no importa como lo hagas. Puedes calentar un gramo de agua de manera reversible con pequeños incrementos de calor infinitesimales o puedes hacer que explote el Vesubio y acercar la gota de agua, el ΔS del sistema es el que es. Ahora bien, cambia mucho el del Sistema. En el primer caso el incremento (o decremento) de entropía será justo el que quitaste (metiste) al sistema para que ΔSuniv= 0 pero en el segundo caso, el ΔS del universo será muy grande. Siempre que es posible un camino reversible es posible un camino irreversible. (a eso me refería yo con "ser un poco más bruto"). Ahora bien, lo contrario no siempre es cierto, hay sistemas que no importa lo que hagas, todo lo que hagas con ellos será irreversible. ¿por qué?

2) Recordemos la definición de proceso reversible. " Un proceso reversible es aquel en el que el sistema está siempre infinitamente próximo al equilibrio, y un cambio infinitesimal en las condiciones puede invertir el proceso para devolver al sistema y su entorno al estado inicial."
Para que un proceso sea reversible siempre tiene que estar en equilibrio (algo que está infinitmente proximo a algo es que está tocando con algo. Por ejemplo en matemáticas 0.99999999999....(infinitos nueves) = 1 ) ¿Qué tipos de equilibrios hay? Hay 3 tipos de equilibrios que se deben cumplir en un sistema.
a) Equilibrio térmico. El sistema está en equilibrio térmico cuando todas sus partes están a la misma temperatura. El ejemplo del garbanzo y la olla es un ejemplo de sistema fuera de equilibrio térmico, y el proceso de calentar el garbanzo es irreversible como habíamos calculado

b) Equilibrio químico. No puede haber reacciones químicas en el sistema ni diferentes potenciales químicos que produzcan reacciones. Por ejemplo, la mezcla de los dos gases era un proceso irreversible porque el sistema no estaba en equilibrio quimico. Se podría argumentar que el garbanzo y el agua tampoco estan en equilibrio químico y es cierto, no lo están, pero a nuestros efectos como si lo estuvieran, porque suponemos que el garbanzo no se disuelve en el agua, y que el garbanzo no reacciona con el agua. Sólo analizabamos el intercambio de calor entre ellos

c) Equilibrio físico. El equilibrio físico exige que no haya aceleraciones en el sistema ni desequilibrios de presiones que generen fuerzas. Este es el equilibrio que se rompe en la formación de la tierra. Hay aceleraciones en el sistema y además en ningún momento está en equilibrio.

Quizás me expliqué mal cuando dije que para hacer un proceso reversible necesitamos hacerlo lentamente y nos llevaría mucho tiempo. Eso es cierto a nivel "práctico". Pero no a nivel teórico. Como ves los incrementos de la entropía de sistema y de ambiente sólo dependen de sus estados inicial y final, no del tiempo que nos lleve alcanzar dicho estado. Ahora bien, si queremos aplicar calor de manera reversible, la manera de hacerlo es hacer que el objeto con temperatura T se acerque a un foco de calor con temperatura T+dT, esperar a que el objeto llegue a T+dt, acercar un foco de calor con T+2dt.... así. Y eso nos llevaría infinito tiempo a nivel práctico. Otro ejemplo,dos habitaciones una llena de N2 y la otra de O2. Podemos romper el tabique y mezclarlos gases a la brava, o podemos clavar un clavo y dejar esa agujerito para que pasen los gases. El segundo proceso es lentooooo, lentísimoooo, (suponemos que no hay diferencia de presión entre una habitación y otra), pero cuando acabe el proceso de mezcla la entropía del universo habrá aumentado en los dos casos lo mismo.

¿Qué pasa con la Tierra formándose? Que hay aceleraciones y movimiento de por medio. En cuanto hay eso ya entra en juego la fricción, y la irreversibilidad. Y esto en parte es una suerte para nosotros. En la propia definición de proceso reversible dice que en cualquier momento un cambio de tendencia en las causas lleva al sistema y su ambiente a las condiciones iniciales. Imagínate si por lo que fuera alguién cambiara infinitesimalmente algo y nos pusiera a todos en órbita.

Tu hipótesis de que al principio la velocidad de agrupación de los primeros trozos es pequeña es correcta. Pero crece de manera exponencial. Date cuenta que cuando hubiéramos agregado sólo el 2% de la masa terrestre ya habría más gravedad que en la Luna! y en la luna las cosas caen ya con cierta enjundia. Cuando lleguemos al 16% tendríamos la gravedad de Marte (en realidad más puesto que al ser la tierra más densa, el volumen es menor y estaríamos más cerca del centro d gravedad) y cada vez la cosa se iría haciendo peor y "mas irreversible".

3)En cuanto a la paradoja de Olbers entrópica. Bueno, no soy especialista en cosmología. (aunque ultimamente estoy abonado). Pero creo que la propia paradoja de Olbers tiene la respuesta. Es cierto que el universo tiende por el segundo principio a transformar su energía en calor. Por tanto cada vez habría más calor en el universo. ¿Supone eso que el universo debería calentarse?. No necesariamente. Como sabemos el calor se puede transformar en radiación (de hecho todos los cuerpos irradian calor, en razón a la cuarta potencia de su temperatura absoluta). Por tanto gran parte de ese calor está en forma de radiación en el espacio y no aumentando la temperatura de los cuerpos (de hecho la tierra lleva recibiendo radiación del Sol muchos años y los incrementos de temperatura son más bien modestos y debido a otros factores).
Cada vez hay más calor, y radiación, pero cada vez hay más espacio. Esa es la solución oficial a la paradoja de Olbers (al menos así me lo explicó alshain en otro post). Se supone que el espacio se expande tan rápido que hace que la radiación lumínica se limite. (disminuye en orden del cuadrado de la distancia, como corresponde al área de una esfera)
Habría que hacer un balance energético de todos los procesos del universo y saber cuanto se expande el universo. Lo cierto es que debe ser muy parecido a la demostración de Olbers porque (por lo que conocemos) la mayor parte de las aportaciones caloríficas al Universo son producidas por las reacciones estelares. Aún así, siento no ser más concreto o matemático en la explicación, pero es la úinca que se me ocurre.

El otro día te escribí una cosa que también se borró. Espero que me salga más o menos igual. Venía a decir que sé que fui muy crítico y sardónico contigo (más con tus ideas que contigo) al principio y lamento haber empezado con tan mal pie; supuse (seguro que erróneamente) que prentendías destacar con tu pagina web y dar por sentado y demostrado por tu parte cosas que la cienca ha demostrado sobradamente ser falsas. Como te digo lamento todo ello. La cuestión es que soy una persona bastante tratable y que le busca el sentido del humor a casi todo. Te digo esto por frases como " (Todo esto es una simple suposición)" o "o es que todavía me queda mucho por aprender sobre termodinámica. (Yo creo que va a ser ésto último). " No hace falta que las digas que no te voy a morder a la yugular. Se supone que estamos hablando tranquilamente, discutiendo las cosas y cualquier idea que se tenga (por obtusa que parezca) seguro que aporta mucho a la discusión.

Por ejemplo esto de la "paradoja de Olbers entrópica". Si por ejemplo me dices "como el 2º principio hace que haya mas calor--> mas temperatura-->como en el big bang había mas temperatura que ahora --> la entropía disminuye --> y la tierra se formó de manera reversible". Si lo aportas como un hecho o un descubrimiento sensacional puede que se altere un poco el gallinero (como pasó hace una semana). Si lo planteas como una simple pregunta pues intentará explicartelo el que sepa hacerlo y el que no, dará su visión -que es lo que he hecho yo, porque reconozco que no sé argumentarlo de manera metemática.

Saludos