Entropía e intuición sobre sus unidades

Tratando de captar la Entropía no desde el punto de vista de la combinatoria (ahora entiendo bastante bien lo de los estados micro-macro), sino desde el punto de vista fenomenológico.

Entonces la entropía es:

Lo que mide la entropía es cuánta energía se distribuye en un proceso/T O cómo se distribuye la energía inicial de un sistema en ese sistema (a temperatura constante).

Ahora eso tiene algo de sentido y casi se hunde en mi mente. Pero hay una pequeña cosa que no puedo comprender. Las unidades de entropía.

Si decimos que se dispersaron 10 julios de energía en 10 metros cúbicos de volumen, entonces la medida de dicha dispersión sería Energía/Volumen .

Pero en el caso de la Entropía tenemos Energía/Temperatura. ¿Por que es esto entonces? Quiero decir, ¿medimos la propagación en la "temperatura"? ¿Cuántos Joules se esparcieron en cada grado de T? ¿Por qué la temperatura? ¿Por qué no el volumen?

¿La temperatura se trata aquí como una especie de "volumen" universal? Ahora que las matemáticas se comprueban y esas cosas... Sin embargo, estoy hablando aquí de la intuición.

PD: Siento que dividir por temperatura aquí tiene algo que ver con la capacidad calorífica de la sustancia. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica, mayor será el "volumen" para que la energía se propague dentro de la sustancia...

Este problema se analiza a fondo en esta otra publicación de Physics Stack Exchange .
Para secundar el comentario de @DanielSank, la entropía puede definirse como adimensional. No hay nada fundamental acerca de sus unidades.

Respuestas (1)

El cambio de entropía está relacionado con la reversibilidad. En términos sencillos, está relacionado con el grado de desorden introducido en el sistema, en relación con su desorden inicial. Ahora recuerde que la temperatura es en realidad una medida de agitación molecular (o de partículas). A mayor temperatura, mayor agitación. Por otro lado, cuando la energía se transfiere en forma de calor, significa que se realizan trabajos desordenados a nivel molecular. Dado que no podemos realizar un seguimiento de todos estos trabajos moleculares, los sumamos todos y lo llamamos calor. Está desordenado en el sentido de que las moléculas que recibieron calor se mueven al azar.

La unidad de entropía es unidad de calor por unidad de temperatura. En realidad, mide la cantidad de energía en forma de movimiento desordenado que se entrega al sistema (calor) teniendo en cuenta la cantidad de movimiento desordenado que ya tiene el sistema (temperatura). Una pequeña cantidad de la primera (calor) en un sistema que ya tiene mucho desorden (alta temperatura) no hará mucha diferencia. Por lo tanto, representará un pequeño cambio de entropía.

"teniendo en cuenta la cantidad de movimiento desordenado que ya tiene el sistema" esa es mi pregunta. Si comenzamos desde T = 0 kelvin y luego agregamos un par de "cosas" aleatorias, como resultado deberíamos crear "un par de cosas aleatorias" pero no INFINITO como en el caso de 10 julios/0 kelvin. Simplemente no lo entiendo. Sí, no hubo "desorden" en 0 kelvin, pero agregar algo debería traducirse en "agregar algo" y no explotar todo. Parece que esta "medida de desorden" (como usted dice) no es aditiva o algo así... si es así... ¿por qué no es aditiva? ¿No tiene sentido tener aditividad aquí?
En el cero absoluto no tienes ningún desorden. Por tanto, añadir cualquier pequeño desorden al sistema es lo mismo que aumentar infinitamente su desorden.
Primero: ¿Por qué medimos el desorden como algo relativo (relativo al estado anterior)? Segundo: ¿Por qué la base para esto es la temperatura y no el espacio (volumen), por ejemplo? ¿Por qué parece que la temperatura es un "espacio" universal aquí?
El punto es que no creamos algo tan fundamental como la entropía para usarla como una representación del desorden relativo. Solo buscamos una intuición sobre sus unidades dadas. Puede definir alguna cantidad que mida el desorden absoluto, pero eso no será entropía.