ENTROPIA

L'entropia, è un termine noto a tutti ma credo che ben pochi sappiano da dove  arrivi e il suo significato.
Entropia ha due significati che portano sempre alla stessa conclusione L'ENTROPIA è L'UNITà DI MISURA DEL DISORDINE ! e su questo non ci piove.

entropia è un concetto nato anche dallo studio della statistica, e il termine entropia può essere calcolato grazie a una semplice formula    S; kb*ln W
Kb è una costante
W è il numero di microstati
S è la lettera che sta per entropia
la vera incognita qua è quella W che cosa sono i microstati? potremmo definire i microstati  come una sequenza di eventi casuali che permetta il verificarsi di un evento sotto il nostro studio il macrostato
facciamo un esempio che possa chiarire le idee, prendiamo in considerazione due dadi, la somma dei numeri che leggiamo sulle loro facce costituisce il nostro macrostato, mentre la coppia di faccie che sommata da quel numero sono i microstati
Analizziamo il macrostato di 4, le coppie di facce di dadi che come loro somma da 4 sono :
        3-1     2-2     1-3
quindi la somma dei microstati che da 4 come risultato è 3 quindi W=3
ora consideriamo un altro macrostato, il 2 , l'unica coppia di facce di dadi che può dare 2 è  1-1 quindi il numero totale di microstati è W=1
applicando la formula che abbiamo esplicitato prima ne consegue che l'entropia del macrostato 4 è maggiore di quella del macrostato 2, quindi vuol dire che un macrostato che ha un numero maggiore di microstati è un macrostato disordinato e quindi prevede un aumento di entropia, un macrostato con pochi microstati è un macrostato più ordinato quindi con un entropia minore.

Nella termodinamica il significato di entropia rimane lo stesso di quello statistico, ma la formula che permette di calcolare il suo valore è l'integrale del calore scambiato reversibilmente diviso la temperatura
il concetto di reversibilità è un concetto che esprimerò magari in un altro post.
questa formula apparentemente inutile scritta cosi come è è derivata dallo studio di una macchina termica, la macchina di carnot dove di è visto che la somma di tutti i calori scambiati alle corrispondenti temperature di esercizio del termostato era uguale a 0, quindi voleva dire che questa sommatoria non era un caso aspecifico che valeva solo per quella macchina di carnot ma voleva dire che quella sommatoria nascondeva un altro significato al quale poi è stato attribuito quello di entropia.
Considerando quindi sistemi di tipo reale possiamo dire che l'entropia di un sistema che procede spontaneamente è sempre maggiore di 0, per esempio la differenza termica tra due oggetti è segno di basso disordine, quindi il sistema se lasciato evolvere spontaneamente nel tempo farà si che tra i due corpi si raggiunga un equilibrio termico tale che in quel momento si è assunto il valore più alto di entropia, considerando quel sistema isolato.
Da questo piccolo esempio possiamo anche enunciare il secondo principio della termodinamica che ruota intorno all'entropia
l'entropia dell'universo  tende sempre a aumentare 
Da questo enunciato molti scienziati sono arrivati a una conclusione, che in un lontano futuro, tutti i corpi costituenti l'universo  arriveranno ad avere la stessa temperatura, cioè vorrà dire che non ci sarà più gradiente termico, una delle fonti indispensabile per trasformare energia in lavoro ( una macchina termica funzionante tra due termostati a temperature differenzi non avrà più alcun lavoro risultante perchè i due termostati avranno la stessa temperatura)
Questo ipotetico futuro è anche chiamato MORTE ENTROPICA DELL'UNIVERSO  in quell'istante l'universo avrà raggiunto il valore massimo di entropia.

quindi abbiamo dato un infarinatura di cosa sia l'entropia e da dove può derivare, c'e anche un altra branca della fisica che studia più nel dettaglio questo fenomeno ed è la meccanica quantistica
Un ulteriore esempio per parlare di entropia sarebbe considerare le reazioni studiando ciò che avviene a livello molecolare, per esempio da solido a liquido abbiamo un maggior caoticità delle molecole e lo stesso si verifica da liquido a gas, il che vuol dire che per reazioni spontanee come queste , e grazie all'apporto di energia sotto forma di calore  l'entropia del sistema aumenta, perché le molecole di gas sono in uno stato più disordinato rispetto a quelle del liquido o solido. processi che prevedono di portare un sistema caotico ad un livello di ordine maggiore sono reazioni non spontanee, ( un gas liberato in un recipiente dopo che si è espanso non tornerà mai  a coprire il volume iniziale  comprimendosi spontaneamente).

Le reazioni non spontanee ne vediamo moltissime in ambito biologico, possiamo intendere la cellula come un sistema, cioè quella parte dell'universo sotto il nostro studio e noteremo che la cellula nel tempo tende a combattere l'aumento di entropia, tutte le razioni che  portano ordine in una situazione di disordine sono reazioni che prevedono l'uso di lavoro, e nell'ambiente cellulare  c'e ne sono moltissime e per esempio, una reazione che comporta l'abbassamento di entropia medianti l'utilizzo di lavoro (ATP in ambito cellulare) è citata in un post precedente: è il folding.

L'ultima accortezza da dire è che il metro di misura dell'entropia è J/K, e che l'entropia è funzione di stato, dipende solo dallo stato iniziale e finale del sistema, quindi sistemi che prevedono una variazione di entropia =0 sono sistemi ciclici o adiabatici, mentre quella formula si potrebbe riscriverla  diversamente  mediante la considerazione di un espansione volumetrica a temperatura costante.

detto questo chiudo qua e lascio a voi i commenti :) mi piacerebbe sentire qualcosa riguardo alla morte entropica dell'universo e sentire i vostri pareri/correzioni a riguardo :)
Buonanotte