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¿Qué es la entropía?

Subrayado en un libro de texto real. Explicado por Clicked.

Usado en una frase

Because the process is irreversible, the total entropy of the isolated system must increase in accordance with the second law.

El lector subrayó una palabra en un pasaje de un libro de texto. Clicked desglosó el concepto «entropy» en español claro:

Explicado en tres niveles

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Overview

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La entropía mide cuán repartidas y desordenadas están la energía y las partículas de un sistema — cuenta de cuántas maneras pueden ordenarse las partes sin que el conjunto cambie de aspecto. Más maneras significa más entropía. Dejados a su aire, los sistemas siempre derivan hacia mayor entropía, y esa deriva es la segunda ley de la termodinámica.

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Detail

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La deriva ocurre porque los estados desordenados superan en número, y por muchísimo, a los ordenados. Las moléculas de aire de una habitación tienen unas pocas maneras de amontonarse en una esquina y una cantidad enorme de repartirse por igual, y como se mueven al azar, la habitación está casi con certeza repartida. Nada las empuja a separarse, porque repartirse gana por número. Ese mismo conteo explica las calles de sentido único de cada día: el calor fluye de caliente a frío, el hielo se derrite, un huevo roto nunca se recompone. Aun así se puede crear orden localmente, ya que un congelador hace hielo, pero la máquina siempre suelta calor extra y crea más desorden del que fabrica. La entropía siempre aumenta.

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Analogy

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Baraja un mazo nuevo durante diez segundos y el orden de fábrica desaparece para siempre. Hay un único orden de fábrica y unos 8 seguido de 67 ceros de órdenes distintos, y cada barajada saca una papeleta al azar. El orden no está prohibido, es una papeleta en una lotería con más combinaciones que átomos tiene la galaxia, y simplemente nunca toca.

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Los mismos datos, otro rollo — Modo jerga 😎

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Overview

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La entropía es puro conteo de opciones. Una configuración desordenada tiene un billón de gemelas y una ordenada como tres, así que agita la caja y cae en desorden todas las veces. El desorden es dueño de la rifa, y la rifa no deja de sortearse nunca. 😎

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Detail

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Números puros, cero magia: hay un puñado de maneras de que el calor de tu café se quede en el café y billones de que se escape a la habitación, así que se escapa, siempre, para siempre. Por lo mismo tu cuarto nunca se ordena solo, porque "esparcido" tiene casi todas las papeletas. ¿Quieres orden igualmente? Vale, tu congelador hace hielo, pero su parte trasera está soplando calor a la cocina. El orden aquí siempre factura caos extra allá, así que el total nunca sale ganando. La banca gana, la banca es el desorden, y la entropía siempre aumenta. 😎

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Analogy

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Los auriculares en el bolsillo: una manera de estar bien enrollados, unos miles de estar enredados, y cada paso vuelve a tirar los dados. No tienes mala suerte, te ganan la votación mil a uno. Nadie ha sacado jamás unos auriculares perfectamente enrollados de un bolsillo, y nadie lo hará.

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Definición formal — El mismo término, explicado de la forma habitual

La entropía es una función de estado que cuantifica el número de microestados compatibles con el macroestado de un sistema, formalizada como S = k ln W. Según la segunda ley de la termodinámica, la entropía de un sistema aislado es no decreciente, lo que hace irreversibles los procesos espontáneos en el límite termodinámico. Las reducciones locales de entropía exigen incrementos compensatorios en el entorno.

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