Entropia nei sistemi isolati

La variazione totale di entropia ΔStot dell'universo è uguale a zero nelle trasformazioni reversibili $$ ΔS_{tot} = ΔS_{sistema} + ΔS_{ambiente} = 0 $$ è maggiore di zero nelle trasformazioni irreversibili (spontanei) $$ ΔS_{tot} = ΔS_{sistema} + ΔS_{ambiente} > 0 $$.

In questa definizione di entropia si considera l'universo come un grande sistema isolato.

La variazione di entropia totale ΔSTot dell'universo è la somma della variazione di entropia del sistema e quella dell'ambiente che lo circonda.

A cosa serve?

Osservando la variazione di entropia totale (sistema + ambiente) si può capire se una trasformazione è spontanea o no.

  • ΔSTot > 0
    la trasformazione è spontanea
  • ΔSTot = 0
    il sistema è in equilibrio
  • ΔSTot < 0
    la trasformazione inversa è spontanea

Vedere l'universo come un sistema isolato permette anche di capire meglio il primo e il secondo principio della termodinamica.

  • Il primo principio di termodinamica
    L'energia dell'universo è costante. L'energia si trasforma, non si crea, né si distrugge.
  • Il secondo principio di termodinamica
    L'entropia dell'universo tende a crescere. Poiché esistono sia processi reversibili che irreversibili.

Tuttavia, ci sono anche degli svantaggi.

Non è facile calcolare la variazione di entropia ΔSambiente dell'ambiente esterno al sistema termodinamico.

Per questa ragione, per verificare se un processo è spontaneo oppure no, è preferibile ricorrere all'energia libera di Gibbs.

E così via.


 
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