El primer principi de la termodinàmica és bastant conegut. Diu que l’energia no es crea ni es destrueix, o també que en un sistema aïllat (al qual no pot entrar ni sortir energia) l’energia es mantindrà constant.
Podem mesurar l’energia rebuda i l’energia aprofitada per conèixer el consum i el rendiment d’un aparell.
El primer principi ens permet conèixer com el cossos intercanvien energia quan s‘escalfen o es refreden.
Quan es posa gel dins una beguda calenta sempre s‘observa que passa energia del cos calent al fred i mai es dona el procés contrari.
El gel té poca concentració d’energia i poca temperatura i el líquid més calent, major concentració d’energia i major temperatura.
El segon principi de la termodinàmica ens diu en quin sentit es produeix espontàniament la transferència d’energia.
Clausius va introduir el concepte d’entropia com una mesura del grau d’uniformitat en la distribució de l’energia d’un sistema. Com més uniformitat, més entropia té un sistema i també major desordre.
Matemàticament la variació d’entropia es calcula dividint l’energia transferida per la temperatura a la que es produeix la transferència.
Quan un cos guanya energia la seua entropia augmenta i quan perd energia l’entropia minva.
Quan un sistema uniformitza la seua energia, l’entropia total augmenta.
A l’exemple mostrat el cos calent a 300 Kelvin dona 300 joules al cos fred a 200 Kelvin. El calent perd entropia però el fred en guanya més i el resultat global és un augment d’entropia. Clausius va concloure que en qualsevol procés espontani, l’entropia augmentava.
Més tard, el 1877 Boltzmann va introduir una interpretació estadística de l’entropia més complicada.
En aquesta interpretació els sistemes evolucionen espontàniament cap a situacions més probables pel fet de tenir major nombre de microestats.
Al darrer gràfic és mostra exemple de distribució de 4 partícules en dues caselles.
Les 4 partícules a la primera casella i cap a la segona només es pot donar d’una forma.
La distribució més probable seria de 2 partícules a cada casella que correspon a 1 macroestat amb 6 microestats.
Aquesta mateixa tendència es mostra encara més amb major nombre de partícules i major varietat d’energia.
Segons la interpretació estadística, es considera que els processos no espontanis es podrien produir, però és molt, molt, molt poc probable que els puguem veure.
El concepte d’entropia és complicat i només hem pogut donat unes poques pinzellades d’introducció al tema.
