¿Cómo la entropía, que se define como una función de estado del ciclo de Carnot, indica la dirección del cambio espontáneo?

Answer 1

Está implícito en una combinación de tres cosas:

Primero es la definición del ciclo de Carnot en términos de procesos reversibles, que en cierto sentido son lo opuesto a los procesos espontáneos. Un proceso reversible es uno que puede revertirse con un cambio infinitesimal en las condiciones de operación, lo que significa que están infinitamente cerca de no suceder en absoluto.

En segundo lugar, se afirma que un ciclo de Carnot produce la cantidad máxima de trabajo que se puede extraer de una cantidad determinada de calor que fluye entre un depósito caliente y uno frío (la versión Carnot de la Segunda ley de la termodinámica). Eso supone la existencia de procesos irreversibles (es decir, espontáneos) que generan menos trabajo que el ciclo de Carnot.

Tercero, es la parte de la definición de entropía por la cual [math] dS = \ delta Q / T [/ math]. Si ejecuta los números para uno de los escenarios en el punto anterior, [math] dS \ gt 0 [/ math]. Ver Entropía – Wikipedia.

Answer 2

Sí, la entropía es función de estado, pero estos dos estados se pueden hacer infinitamente cercanos entre sí para un cambio espontáneo y pueden verificar si la entropía está aumentando o es cero, en caso afirmativo, podemos decir que este cambio es posible, de lo contrario no lo es.