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Biologia 1° · 2024
Libro de Biología 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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La sopa y la entropía: leer e interpretar un poema sobre la entropía

📄 ejercicios biologia 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

En la vida cotidiana: hielo que se derrite, sopa que se enfría, cuarto desordenado, humo que se dispersa, batería que se descarga, fruta que se pudre. En todos crece la entropía y la energía se degrada.

📚 exercise biologia ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 4 min lectura

Solución — Página 41

Biologia 1° · 2024

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Ejercicio 1

¿En qué otros momentos de la vida cotidiana podemos encontrar la entropía?

El poema ilustra la entropía con un plato de sopa que se enfría: la energía térmica se degrada y el sistema pasa espontáneamente a un estado más desordenado (equilibrio con el ambiente). Para responder, identificamos situaciones domésticas en las que la energía se dispersa y el desorden aumenta sin intervención externa:

  1. Un vaso de hielo que se derrite en un cuarto a temperatura ambiente: el hielo ordenado (cristal) pasa a agua desordenada y el calor fluye del ambiente al vaso.
  2. Una remera recién planchada que se arruga al usarse: la tela pasa de un estado ordenado a uno más probable y desordenado.
  3. Un cuarto que se desordena solo si nadie lo ordena: los objetos migran de posiciones ordenadas a configuraciones caóticas, que son mucho más numerosas.
  4. El humo de una vela que se escapa y se diluye en el aire: las moléculas se dispersan y no vuelven solas a la mecha.
  5. Un teléfono con la batería cargada que se descarga mientras se usa: la energía eléctrica organizada se degrada en calor.
  6. Fruta que madura y se pudre: la materia orgánica compleja se transforma en sustancias más simples y dispersas.
  7. El ruido de un tren que se debilita a medida que se aleja: la energía sonora se disipa en el aire.

La idea central, extraída del poema, es la segunda ley de la termodinámica: en un sistema aislado la entropía total siempre crece (\(\Delta S_{\text{universo}} > 0)), es decir, la energía útil se degrada y los procesos espontáneos van hacia estados más desordenados.

Respuesta

Podemos encontrar entropía en el hielo que se derrite, la sopa que se enfría, un cuarto que se desordena, el humo que se dispersa, la batería que se descarga, la fruta que se pudre y el ruido que se debilita: todos son procesos espontáneos en los que la energía se degrada y el desorden aumenta.

Contenido de la página

Alguna vez has pensado...

¿En qué otros momentos de la vida cotidiana podemos encontrar la entropía?

La sopa y la entropía

Enrique Loedel

En su ignorar sin mancha de dos años, ante un plato de sopa casi fría, mi pequeño pretende que esperando ha de irse la sopa calentando, pues no le aflige en nada, todavía, el que crezca sin tregua la entropía. ¡Y ojalá que por siempre lo ignorara! ¿Qué le importa saber que la energía de tal y tal manera se degrada? ¿Para qué ha de saber que la entropía no es más que un subrogado de la nada? Preferible es vivir con alegría, y esperar que la sopa, ingenuamente, tan solo con desearlo se caliente.

Tomado de https://bit.ly/2Fs9r7r (2019/02/25)

Enrique Loedel Palumbo (1901-1962). Físico uruguayo, conocido por sus influyentes libros para la enseñanza de la Física. Escribió el libro Versos de un Físico. Física y razón Vital, una obra poética dedicada a esta Ciencia.

Sección: JUNTOS LEEMOS — Texto de Biología, página 40.

Ejemplos resueltos

Un plato de sopa casi fría deja de enfriarse y se calienta por sí solo, según el niño del poema. ¿Ocurrirá?

  1. La sopa está a menor temperatura que el ambiente, por lo que el calor fluye espontáneamente de afuera hacia adentro hasta igualar temperaturas.
  2. En ese estado la sopa queda en equilibrio térmico: no puede seguir calentándose por encima del ambiente sin aportar energía externa.
  3. Esperar que 'solo con desearlo se caliente' viola la segunda ley: la entropía del universo no disminuiría. Respuesta: No; la sopa se acerca al equilibrio con el ambiente y ahí se queda, pues la entropía total no puede decrecer.

Tabla

Situación cotidiana Qué se observa Relación con la entropía
Hielo que se derrite Cristal ordenado → agua desordenada La entropía aumenta
Sopa que se enfría Calor fluye al ambiente La energía se degrada; entropía aumenta
Cuarto desordenado De orden a caos sin intervención Hay muchas más microestados desordenados
Humo que se diluye Moléculas dispersas en el aire Dispersión = mayor desorden
Batería que se descarga Energía eléctrica → calor Energía útil degradada

Fórmulas y ecuaciones

\Delta S_{\text{universo}} > 0 \text{ para todo proceso espontáneo}

\Delta S_{\text{universo}} > 0

Glosario (4)

Entropía
Magnitud que mide el grado de desorden o dispersión de la energía en un sistema; según la segunda ley, en un proceso espontáneo siempre aumenta.
Degradación de la energía
Transformación de energía organizada y útil en energía dispersa (calor) menos aprovechable, de forma irreversible.
Equilibrio térmico
Estado en el que dos cuerpos alcanzan la misma temperatura y cesa el flujo neto de calor entre ellos.
Proceso espontáneo
Cambio que ocurre por sí mismo, sin intervención externa, en la dirección que aumenta la entropía del universo.

Preguntas para practicar

¿En qué otros momentos de la vida cotidiana podemos encontrar la entropía?

En el hielo que se derrite, la sopa que se enfría o que jamás se calienta sola, un cuarto que se desordena sin ordenarse, el humo que se dispersa, la batería del celular que se descarga, la fruta que se pudre y el ruido que se debilita. En todos la energía se degrada y el desorden aumenta de forma espontánea.

¿Por qué el niño espera que la sopa se caliente y qué error conceptual representa eso?

El niño cree que el deseo puede invertir el proceso. El error es suponer que la sopa puede ganar espontáneamente calor por encima de su entorno: eso exigiría que la entropía disminuyera, algo que la segunda ley de la termodinámica prohíbe para procesos espontáneos.

Temas y conceptos clave

Entropía en la vida cotidianaLectura comprensiva de un texto científico-poéticoDegradación de la energíaentropíadegradación de la energíaequilibrio térmicosegunda ley de la termodinámicaproceso espontáneodesorden molecular

Fuentes y referencias

  • https://bit.ly/2Fs9r7r (2019/02/25)
  • Enrique Loedel Palumbo, Versos de un Físico. Física y razón Vital
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Preguntas que la gente también hace

¿Qué dice la segunda ley de la termodinámica sobre la entropía?
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¿Por qué la sopa no se calienta sola si la esperamos?
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¿Qué significa que la energía se degrada en la vida cotidiana?
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📌 Antes de leer esto
  • • Concepto de energía térmica y transferencia de calor
  • • Idea de orden y desorden a nivel molecular
  • • Nociones básicas de temperatura y equilibrio térmico
Siguiente tema sugerido
Ciclos de materia y flujo de energía en los ecosistemas: cómo la energía se degrada en cada nivel trófico
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Alguna vez has pensado...

¿En qué otros momentos de la vida

cotidiana podemos encontrar la entropía?

La sopa y la entropía Enrique Loedel

En su ignorar sin mancha de dos años, ante un plato de sopa casi fría,

mi pequeño pretende que esperando ha de irse la sopa calentando, pues no le aflige en nada, todavía, el que crezca sin tregua la entropía. ¡Y ojalá que por siempre lo ignorara! ¿Qué le importa saber que la energía de tal y tal manera se degrada? ¿Para qué ha de saber que la entropía no es más que un subrogado de la nada? Preferible es vivir con alegría,

y esperar que la sopa, ingenuamente,

tan solo con desearlo se caliente.

Tomado de https://bit.ly/2Fs9r7r (2019/02/25) Enrique Loedel Palumbo (1901-1962). Físico uruguayo, conocido por sus influyentes libros para la enseñanza de la Física. Escribió el libro Versos de un Físico. Física y razón Vital, una obra poética dedicada a esta Ciencia.

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