Fuera de sintonía
La termodinámica es, sin dudas, una de las más poco entendidas de las ramas de la física. Personas de todas las ocupaciones, con mucha regularidad, usan conceptos de esta disciplina como son la temperatura, la presión y la energía sin reconocer sus significados rigurosos o sus sutilidades escondidas.
El tendón de Aquiles de la termodinámica es que, hablando estricta y formalmente, sólo aplica cuando el sistema bajo escrutinio esta en un estado de quietud conocido como un estado de equilibrio. En este mismo estado, los parámetros del sistema, como son la masa, la energía y la configuración han cesado de cambiar. Por ejemplo, si se ponen dos objetos en proximidades contiguas, a temperaturas diferentes eso causa que el calor se mueva del más caliente hacia el más frío. Este proceso termina en el instante en que ambos objetos alcanzan la misma temperatura lo que es decir, cuando ambos logran equilibrio térmico. Desde ese punto en adelante, nada cambia.
Movimiento browniano o Proceso de Wiener
La termodinámica, por su propia esencia, solamente se concierne con situaciones de quietud. La dimensión del tiempo, siempre ocupa un rol en esta ecuación, porque en la realidad la Naturaleza nunca está en reposo lo que sí sucede es que lo que se mide en la termodinámica son los estados sucesivos de equilibrio que se modifican continua e imperceptiblemente.
La segunda ley describe cómo una sucesión de estados de equilibrio puede ser irreversible, de manera que el sistema no puede retornar a su estado original sin extraer un precio a su entorno.
Cuando un cubo de hielo se derrite, éste no se reconstituye espontáneamente. Hay que ponerlo a congelar para que retorne a su estado inicial, lo que se hace, a un costo en energía. Para cuantificar esta irreversibilidad, la segunda ley introduce una cantidad clave: la entropía.
La entropía se reconoce, comúnmente como el grado de desorden en un sistema, pero, esta noción puede resultar ilusoria. Cuantitativamente, la entropía es la cantidad de calor intercambiado en un proceso dividida por la temperatura. De esta manera, se deduce que en sistema aislado, la entropía siempre permanece la misma o aumenta.
El hecho de que la termodinámica clásica presume situaciones en equilibrio, limita las aplicaciones de la segunda ley. El universo es un sistema que está en expansión constante, por esta razón la entropía universal puede aumentar sin tener límites de esta manera, se entiende el hecho, de que el universo aproxima, pero nunca logra equilibrio completo.
Orden originado en el caos
Sistemas en estado de no equilibrio se comportan de maneras fascinantes que la termodinámica clásica no concibe y que contradicen la idea de que las Naturaleza tiende hacia la desorganización progresiva. Estos sistemas pueden fluctuar en órdenes reversibles como lo hacen en la producción de agua purificada por osmosis inversa y del par termoeléctrico para medir temperaturas o generar fuerza.
Ambos sistemas comparten lo que se conoce como la relación recíproca, cuya formulación le logró a A. Osanger el Premio Nobel en química en el 1968.
Sistema de ósmosis inversa
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