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.