calor y desorden

el fin de semana pasado me tocó explicar un tema muy interesante...

la entalpía se define como el calor intercambiado con el entorno, a presión constante, en una reacción química -o en cualquier proceso en general, físico o químico-. se denota con la letra H. si el incremento de entalpía es negativo (ΔH<0), la reacción es exotérmica: se desprende calor. por el contrario, si el incremento de entalpía es positivo (ΔH>0), la reacción es endotérmica: se absorbe calor, hay que aportar calor para que se produzca.

la entropía es una medida del desorden de las partículas de un sistema. se denota con la letra S. si el incremento de entropía es positivo (ΔS>0), quiere decir que en ese proceso aumenta el desorden. por otro lado, si el incremento de entropía es negativo (ΔS<0), en ese proceso en cuestión disminuye el desorden.

hay una función que relaciona las dos anteriores, y se denomina energía libre de gibbs, denotada por la letra G. por definición, el incremento de energía libre es igual a la diferencia entre el incremento de entalpía y el producto de la temperatura por el incremento de entropía.

ΔG = ΔH-T·ΔS

si el incremento de la energía libre de gibbs es negativo (ΔG<0), la reacción será espontánea. por el contrario, si el incremento de la energía libre es positivo (ΔG>0), la reacción será no espontánea.

realizando algunos cálculos algebraicos, se deduce que existen cuatro casos en cuanto a la espontaneidad de un proceso o reacción, según los signos que tengan los incrementos de la entalpía y la entropía:

• se desprende calor (ΔH<0) y aumenta el desorden (ΔS>0): la reacción es espontánea siempre.
• se absorbe calor (ΔH>0) y disminuye el desorden (ΔS<0): la reacción no es espontánea nunca.
• se absorbe calor (ΔH>0) y aumenta el desorden (ΔS>0): la reacción es espontánea a temperaturas altas.
• se desprende calor (ΔH<0) y disminuye el desorden (ΔS<0): la reacción es espontánea a temperaturas bajas.

de algún modo, esto se puede considerar una metáfora de la vida. ;) la naturaleza siempre tiende a los procesos que desprenden energía, y en los que aumenta el desorden de las partículas. cuando los dos factores son favorables, el proceso siempre es espontáneo. cuando los dos factores son desfavorables, el proceso nunca es espontáneo. y cuando un factor es favorable y el otro desfavorable... pues habrá que ver.

en cualquier caso, hay que tener cuidado con los procesos fuertemente exotérmicos. :O

en un vídeo que grabé y subí a facebook hace unos meses, planteaba la pregunta de si el amor consumía energía o desprendía energía. todavía no lo tengo claro. :D