Guy Verrijdt tiene una muy buena respuesta. Intentaré expandirlo un poco:
Las ecuaciones originales para la entropía solo se refieren al trabajo térmico, y no a la información. Estas ecuaciones se derivaron del motor de Carnot. El ciclo de Carnot implica el calentamiento y la expansión de un gas ideal a través de un ciclo que lo devuelve a su estado original. El ciclo de Carnot es una forma de obtener las ecuaciones de entropía. En el ciclo de Carnot, Wo es la suma del trabajo realizado en las 4 partes del ciclo. Wo = w1 + w2 + w3 + w4. w1 y w2 son positivos mientras que w3 y w4 son negativos. Además, w2 y w4 son numéricamente iguales, por lo tanto, el trabajo neto (que es Wo) es w1 + w3.
Luego toma la integral de dq (rev) / T = 0, donde q (rev) representa los diversos calores absorbidos solo cuando el proceso se realiza de forma reversible y T es la temperatura. La integral se lleva a lo largo de todo el ciclo de Carnot. Luego definimos una función S, llamada entropía, de modo que los cambios en la función están dados por: dS = dq (rev) / T. Entonces deltaS = Sb -Sa = integral de a a b de dq (rev) / T. b es el estado final y a es el estado inicial del ciclo. La otra forma de llegar a la entropía es a través de mecanismos moleculares, que llegan a las mismas ecuaciones.
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El ciclo de Carnot es un proceso reversible . Además, el motor Carnot es un sistema aislado . También es un sistema cerrado .
Ahora tenemos que hablar sobre “sistemas”, porque este es un lugar donde los creacionistas se equivocan.
Un sistema cerrado es aquel en el que la materia y la energía provienen del exterior. El universo es el único sistema cerrado verdaderamente conocido. Un sistema abierto es cuando la energía y la materia pueden ingresar desde el exterior. La Tierra es obviamente un sistema abierto, la energía llega a través de la radiación del sol, pero el Sistema Solar es una buena aproximación de un sistema cerrado. Debe enfatizarse que en los cálculos de entropía es importante distinguir entre el * sistema * y su * entorno *. El sistema es esa parte en la que enfocamos nuestra atención, por lo tanto, los sistemas cerrados o abiertos descritos anteriormente. El entorno constituye todas las otras partes que pueden interactuar con el sistema. En la termodinámica clásica, los alrededores consisten más frecuentemente en depósitos de calor que pueden agregar o restar calor del sistema o en dispositivos mecánicos que pueden trabajar o aceptar el trabajo del sistema. La combinación del sistema y su entorno corresponde a un “sistema aislado”. En un sistema aislado E (energía) es constante.
El universo también es un sistema aislado, ya que incluye cualquier sistema posible y sus alrededores.
Ahora, para un proceso reversible en un sistema aislado, el cambio de entropía del sistema y los alrededores juntos siempre es cero. O, dicho de otra manera, el cambio de entropía en un sistema aislado siempre es cero para un proceso reversible.
Por otro lado, en todos los procesos irreversibles, es decir, espontáneos, aumenta la entropía del sistema y su entorno. Dicho de otra manera, todos los procesos irreversibles de sistemas aislados ocurren con un aumento de la entropía.
Aquí es donde los creacionistas se tropiezan en sus cálculos. Al centrarse solo en el sistema e ignorar el entorno, sienten que la vida o la evolución viola SLOT. Sin embargo, para toda la vida, el sistema (vida) y sus alrededores (ambiente, sistema solar, universo) aumentan en entropía, incluso si el sistema mismo disminuye en entropía. El * sistema aislado * aumenta en entropía. No hay violación de SLOT.
La entropía entra en juego en la química en la ecuación de energía libre, que es deltaG = deltaH -T x deltaS. DeltaG es la energía libre, deltaH es la entalpía o calor emitido o absorbido por la reacción, T es la temperatura en grados Kelvin y deltaS es el cambio en la entropía. Para una constante P, una constante T, deltaG es una medida de la * espontaneidad * del proceso.
deltaG <0 significa que la reacción tiende a proceder espontáneamente. Esto puede suceder aunque obtenga una disminución en la entropía si el delta H es un número negativo suficientemente grande.
DeltaG> 0 significa que la reacción procede espontáneamente en la dirección * opuesta *. No es un “equilibrio estable”. Por el contrario, si desea continuar con la reacción, se debe agregar energía para que ocurra la reacción. Esto puede suceder incluso si hay un aumento en la entropía si el delta H es un número positivo suficientemente grande. Esto es lo que sucede en el desarrollo del ADN. La entropía aumenta, pero debe calentar la solución de ADN (agregar energía) porque el delta H de los enlaces de hidrógeno proporciona un delta H. positivo grande.
Debido al gran ΔH negativo, el ADN forma espontáneamente una doble hélice de una caminata aleatoria, a pesar de que esta es una gran disminución de la entropía.
DeltaG = 0 significa que el sistema está en equilibrio y no procede espontáneamente en ninguna dirección.
Se debe tener en cuenta que en estas declaraciones el cambio de energía libre es el del sistema, y no es necesario incluir el papel del entorno (ver más abajo para la discusión del sistema y el entorno). Sin embargo, esto justifica que las reacciones químicas que Disminuir la entropía puede suceder espontáneamente. Y suceda.
Por cierto, siempre me conmueve la afirmación creacionista de que “el desorden no puede ir al orden”. Tengo la sensación de que esto fue inventado por un creacionista para salir de limpiar el garaje: “Cariño, sabes que las cosas solo se desordenan, así que es imposible para mí poner orden en el garaje. Ahora déjame ver mi partido de fútbol en paz “.