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-Entalpia, entropía, energía libre de Gibbs y energía libre de Helmholtz-...

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Aplicaciones -Entalpia, entropía, energía libre de Gibbs y energía libre de Helmholtz-

La entalpia es la cantidad de contenido de calor liberado o absorbido en un sistema a presión constante. El cambio de entalpia es entonces, la diferencia de entalpias de los reactivos y productos durante un tipo de cambio. Algunas de sus aplicaciones se pueden dar en el proceso de la fotosíntesis, en donde las plantas toman el dióxido de carbono y la energía luminosa para transformarla en glucosa como un alimento. O mediante la respiración aeróbica y anaeróbica, también es aplicada para los fuegos artificiales o en las baterías. La entropía es la magnitud de desorden de un sistema o también, una magnitud termodinámica que mide la parte de la energía no utilizable para realizar trabajo y que se expresa como el cociente entre el calor cedido por un cuerpo y su temperatura absoluta. Se ha demostrado que la entropía es útil en el análisis de secuencias de ADN. Se ha demostrado que muchas medidas basadas en la entropía distinguen entre diferentes regiones estructurales del genoma, diferencian entre regiones codificantes y no codificantes del ADN y también se pueden aplicar para la recreación de árboles evolutivos determinando la distancia evolutiva entre diferentes especies. En hermenéutica, Arianna Béatrice Fabbricatore ha utilizado el término entropía basándose en las obras de Umberto Eco, para identificar y evaluar la pérdida de sentido entre la descripción verbal de la danza y el coreotexto (la seda en movimiento que atrae el bailarín cuando pone en acción la escritura coreográfica) generada por operaciones de traducción intersemiótica. La entropía es la única cantidad en las ciencias físicas que parece implicar una dirección particular de progreso, a veces llamada flecha del tiempo. A medida que pasa el tiempo, la segunda ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema aislado nunca disminuye en sistemas grandes durante períodos de tiempo significativos.

La energía libre de Gibbs es un es un potencial termodinámico que se puede usar para calcular el máximo de trabajo reversible que puede realizarse mediante un sistema termodinámico a una temperatura y presión constantes. Se usa en aparatos que mediante el intercambio de energía entre dos focos permiten la realización de trabajo. En un motor se extrae energía en forma de calor del foco caliente y se cede al frío; la diferencia entre el calor extraído y el cedido es el trabajo realizado, y el porcentaje de trabajo realizado frente al calor extraído se llama rendimiento del motor. Pero si se realiza trabajo para extraer energía en forma de calor desde el foco frío para cederlo al caliente (que es un proceso no espontáneo), es una máquina frigorífica. También es usada en la fotosíntesis que es el proceso natural en el que las plantas sintetizan glucosa a partir del CO2 y del vapor de agua que hay en el aire, que además se libera oxígeno a partir del dióxido de carbono, por lo que las plantas regulan la cantidad de ambos gases en la atmósfera. Se trata de un proceso endotérmico, en el que se necesitan 1875 kJ por mol de glucosa. Además, la entropía disminuye (a partir de 12 moles de gas se obtienen 6 de gas y uno de sólido), por lo que el proceso no es espontáneo, y es la energía solar la que permite la realización de este proceso. Los procesos de combustión también son muy espontáneos, pero no se observan por ejemplo un trozo de carbón no se quema aun estando en contacto con el oxígeno del aire. La existencia de barreras de energía en los procesos de combustión es absolutamente fundamental, ya que permite la existencia de reservas energéticas, al no quemarse los combustibles hasta que se provoca el inicio de la reacción. La energía libre de Helmholtz es una medida de la cantidad de energía que tenemos que poner para crear un sistema, una vez que ya se ha efectuado la transferencia espontánea de energía del medio ambiente. En la investigación de explosivos se usa a menudo energía libre de Helmholtz, ya que las reacciones explosivas por su naturaleza inducen cambios de presión. También se utiliza con frecuencia para definir ecuaciones fundamentales de estado de sustancias puras....