La tercera ley de la termodinámica y su aplicación a la entropía absoluta

¿Qué es la Tercera Ley?

La termodinámica es el estudio del movimiento del calor. Cubre todo, desde cómo se transfiere el calor durante la fusión y la ebullición, hasta qué significa la temperatura, y cómo fluye el calor entre lugares fríos y calientes. La termodinámica tiene varias leyes, y hoy vamos a hablar específicamente sobre la tercera ley de la termodinámica.

La tercera ley de la termodinámica dice que la entropía de un cristal perfecto en el cero absoluto es exactamente igual a cero.

Pero espera un minuto. ¿Qué es exactamente la entropía? Bueno, la entropía es una medida de desorden en el universo. Un objeto o sustancia con alta entropía está muy desordenado. Cuando pones las cosas en orden, como guardar los juguetes de tu hijo en una caja, estás disminuyendo la entropía. O cuando miras el resultado de un mercado de agricultores al final del día, eso es mucha entropía. Desafortunadamente, también está produciendo entropía a través del calor en sus músculos. De hecho, la entropía en el universo solo puede aumentar. Nunca puede disminuir. Un sólido es más ordenado que un líquido, porque un sólido contiene moléculas en hileras agradables y ordenadas.

Volviendo a la tercera ley: dice que la entropía en el cero absoluto es cero. O en otras palabras, las cosas están más ordenadas cuando hace mucho frío. El cero absoluto es la temperatura a la que las moléculas dejan de moverse o vibrar. ¡Me suena bastante ordenado! Entonces, la tercera ley de la termodinámica tiene mucho sentido. Esta parada completa en el movimiento molecular ocurre a -273 grados Celsius, que se define como 0 kelvin o cero absoluto.

Definición de entropía absoluta

La entropía absoluta es una forma de medir la entropía que la hace relativa al cero absoluto. Es decir, la entropía absoluta de un objeto o sustancia, es tal que si lo enfrías a cero absoluto, disminuiría a cero entropía. La tercera ley de la termodinámica es lo que hace que la entropía absoluta sea una medida sensata de usar.

Puedes hablar de entropía comparando dos cosas. Ese vapor que sale de tu tetera definitivamente tiene más entropía que un ladrillo en la pared de tu casa. Pero para tener un número de entropía, tenemos que tener una escala. Tenemos que decidir qué significa cero, y la entropía absoluta es una forma sensata de hacerlo.

Resumen de la lección

La termodinámica es el estudio del movimiento del calor. La entropía es una cantidad en termodinámica que mide el desorden en un sistema. Un objeto o sustancia con alta entropía está muy desordenado. La entropía en el universo solo puede aumentar. La tercera ley de la termodinámica dice que la entropía de un cristal perfecto en el cero absoluto es exactamente igual a cero. El cero absoluto es la temperatura a la que las moléculas dejan de moverse o vibrar. Entonces, la tercera ley de la termodinámica tiene mucho sentido: cuando las moléculas dejan de moverse, las cosas están perfectamente ordenadas. El cero absoluto es -273 grados Celsius, que se define como 0 kelvin. Entropía absolutaes una forma de medir la entropía que la hace relativa al cero absoluto. Es decir, la entropía absoluta de un objeto o sustancia es tal, que si lo enfrías a cero absoluto, disminuiría a cero.