ENTROPIA, MORTE TERMICA ETC

Prigonine sarà anche una presenza esotica, nel panorama delle scienze del XX secolo, ma la più vecchia e popolare battuta sui chimici è old chemists never die, they just reach equilibrium. Ed è la battuta più prigoginica che conosco: all'equilibrio non c'è vita, la vita è possibile solo lontano dall'equilibrio. L'equilibrio è la fine del singolo processo vitale.

E questo, in tempi in cui entropia è sinonimo di disordine, caos, è assolutamente controintuitivo. Poi vabbè, in cinque anni sull'entropia ne ho sentite di tutte: c'era uno convinto che ΔS per una bombola di gas compresso e termostatato fosse diversa da 0. Cioè il gas se ne stava fermo nel suo stato determinato da PV=nRT ma la sua entropia cresceva. Perché l'entropia di un sistema chiuso può solo crescere. Misteri della fede.

Vabbè, i più dovrebbero saperlo che per un sistema chiuso ΔS≥0  (che è il modo più conciso per scrivere la seconda legge della termodinamica). E all'equilibrio ΔS=0, sì, ma in assenza di trasformazioni chimiche. In loro presenza all'equilibrio ΔG=0 (dove G è l'energia libera di Gibbs), e quindi TΔS=ΔH (dove H è l'entalpia), il che significa che tutto il calore svolto si trasforma in entropia. Ma visto che all'equilibrio la composizione chimica del sistema è fissa, sia ΔS  che ΔH prodotti dalla reazione sono uguali a 0.

Fuori dall'equilibrio il lavoro chimico (o il potenziale chimico) è dato appunto dalla variazione di entalpia meno il prezzo pagato all'entropia (TΔS). E riflettete sul fatto che l'entropia è

1) una funzione di stato

2) non è adimensionale, le sue dimensioni sono calore/temperatura

Detto ciò ...

https://www.youtube.com/watch?v=89Mq6gmPo0s

Ho trovato divertente questo "Non credo alla seconda legge della termodinamica", in primis perché senza che si citi, la faccenda freccia del tempo ed entropia vs simmetria rispetto al tempo delle equazioni della fisica è uno temi prigoginiani per eccellenza. Avrei da dire qualcosa sul "calore come energia inutile" perché in un'ottica classica il calore di un sistema passa a sistemi di temperatura inferiore (prime legge della termodinamica) e sì, da questo flusso si può ricavare lavoro (e entropia).

Quanto a "morte termica dell'universo"  in un ottica classica non è che rimane calore: è tutto uniformemente freddo, quindi niente flussi di calore e variazione nulla dell'entropia. Dopdiché c'è da notare che le leggi della termodinamica sono state elaborate sulla superficie terrestre e nessuno può dimostrare sperimentalmente che valgano nello stesso modo ovunque nell'universo, quindi chissà se... (semicit)

Non è in equilibrio quel che giace in eterno

In strani eoni l'equilibrio può disfarsi in entropia e calore