¿Cula de las siguientes afirmaciones siguientes es verdadera de un sistema aislado que consiste en 15 moléculas de gas?
1 La entropía del gas no puede disminuir
2 La entropía del gas no puede aumentar
3 No es probable que la entropía del gas disminuya
4 No es probable que la entropía del gas aumente
5 La entropía del gas debe permanecer igual
Veo que mucha gente ha marcado que la entropía del gas no puede disminuir, yo marqué que no es probable. Me explico creo que el truco está en que te dicen que hay 15, con lo cual aunque sea difícil no es imposible que todas se sitúen por ejemplo en una mitad del recinto, con lo cual aumentaría el orden y por lo tanto disminuiría la entropía. ¿qué pensáis?
Última edición por dsanchez el 02 Feb 2015, 23:17, editado 1 vez en total.
La cuestión que yo veo es que la entropia se define para sistemas macroscopicos con un gran número de partículas y en este caso te especifican que sólo hay quince. Si hubieran dicho un mol de gas lo tendría claro pero eso me desconcierta porque además según la mecánica estadística las fluctuaciones dependen del inverso del número de partículas y en este caso tampoco se sí se podría aplicar.
de todas maneras con lo que estáis diciendo, que yo no entro en el problema de pocas o muchas partículas, porque no lo tengo tan claro, lo que si es seguro para cualquier sistema (creo yo) es que como es un sistema aislado en entorno no va a interferir, y por tanto la entropía del sistema y del universo va a ser la misma, y como no se especifica nada pues obligatoriamente tendrá que ser mayor o igual que cero, por lo que ya nos quitaríamos las respuestas 2 y 3.
La 5 está clara que va a ser falsa.
Y entre la 1 y la 4, a mi entender, son equivalentes, porque decir que no es probable que aumente ya implica la posibilidad de que lo haga, quedándonos solo la posibilidad de que sea constante, que aunque es pequeña, bajo ciertas posiciones también se pudiera dar el caso, por lo que entiendo que la correcta es la 1.
La clave es que el número de partículas es pequeño. Eso significa que la ley probabilística que dice que la entropía aumenta, no tiene por qué darse. La entropía aumenta en sistemas con muchas partículas, que son los sistemas reales. Pero un caso hipotético con pocas partículas, es poco probable que choquen con suficiente momento como para generar movimiento y por tanto calor. Es como si las partículas apenas se vieran entre sí. Así que es poco probable que la entropía aumente.
Este problema en el examen me lo plantee com el típico problema de una gas en la mitad de un recipiente del que se retira la pared que lo separa del otro lado. En el caso de un gas sabemos que es imposible que una vez retirada la pared el gas vuelva a ocupar solo una de las mitades del recipiente si este está asilado, la única forma de hacerlo es aportándole trabajo,por lo tanto la entropía de este sistema no puede disminuir. Si ahora imaginamos solo 15 moléculas, la probabilidad de que todas las moléculas se sitúen en la primera mitad del recipiente una vez se ha retirado la pared es 1/2^15, que es una probabilidad pequeña, pero no nula o tan pequeña que es comparable con cero como en el caso anterior. Por lo tanto, la entropía sí que podría disminuir, ya que pasamos de un estado más desordenado a otro menos, aunque es algo poco probable.
Algo debe estar mal en el razonamiento, pero si os digo la verdad no lo acabo de ver