Termodinámica: ¿por qué no podemos medir la entropía de un sistema en un momento determinado? (Ver detalles)

Answer 1

Entropía absoluta : representa el cambio de entropía de una sustancia tomada del cero absoluto a una temperatura dada.

A presión constante, la variación de la entropía con respecto a la temperatura de un sistema que contiene n moles de una sustancia viene dada por:

dS = n * Cp / t dt

donde Cp es la capacidad de calor molar a presión constante del sistema a la presión de interés.

La entropía absoluta se encuentra integrando esta expresión de
t = 0 K to t = T, la temperatura de interés, teniendo en cuenta tanto la variación en Cp en función de T, como las discontinuidades en Cp a las temperaturas de las transiciones de fase (p. ej., sólido -> líquido y líquido – > gas).

De la tercera ley, sabemos que la entropía de un cristal puro y perfecto de una sustancia en T = 0 K es igual a cero ,
entonces:

S (T) – S (0 K) = S (T) – 0 = S (T) = INTEGRAL de t = 0 a T de {Cp / t dt}

Para integrar esto y obtener un valor numérico, necesita saber cómo varía Cp en función de T, así como la temperatura de interés.

Entonces sí, podemos encontrar la entropía absoluta de un sistema si ha tomado del cero absoluto (donde la entropía es cero) a un estado particular.
Espero eso ayude.

Answer 2

No es una cuestión de si podemos medir o no. Es una cuestión de qué haremos con la entropía absoluta después de medirla.

En casi todas las aplicaciones termodinámicas de ingeniería, tratamos con cambios de entropía, porque esto tiene más significado que los valores iniciales y finales.

Piensa en la energía potencial. No hay significado en la energía potencial absoluta, porque eso solo dependería de dónde definimos nuestro punto de referencia, y eso depende completamente de nosotros. Pero decimos que si una masa m se eleva a través de h, entonces su energía potencial aumenta en ‘mgh’. Entonces, lo único que preocupa es cuál fue el cambio, no el valor absoluto, porque para eso tendríamos que definir un punto de referencia. Independientemente de cuál sea el punto de referencia, un cambio en la energía potencial por cantidad mgh es más significativo.

Dicho esto, la tercera ley de la termodinámica nos dice:

‘La entropía de un cristal perfecto en cero absoluto es exactamente igual a cero.

Esto se debe a que cuando se elimina toda la energía térmica, el sistema puede existir en solo 1 estado único (W = 1)

entonces de la relación de Boltzmann, obtenemos

S = k * lnW = k * ln (1) = 0

Aunque esto dice que la entropía es cero en cero absoluto, ese no es el objetivo principal de esta ley. A partir de esta afirmación, se extraen otras conclusiones que son más importantes, como que nunca se puede llegar al cero absoluto.

[Tercera ley de la termodinámica – Wikipedia]

Esto puede usarse como punto de referencia si es necesario, pero no agrega valor en la mayoría de los problemas de ingeniería.