La entropía estándar, en general, es una medida de la cantidad de energía térmica en un sistema cerrado que no está disponible para trabajar, y generalmente se considera que es la cantidad de desorden que contiene un sistema. La definición de entropía estándar tiene significados ligeramente diferentes según el campo de la ciencia al que se está aplicando. En química, la entropía molar estándar se define como la entropía de 1 mol, o molécula de gramo, de materia a una presión atmosférica estándar de 14.7 libras / pulgada2 (101.3 kPa) y una temperatura determinada.
Se supone que los sistemas físicos de la naturaleza están experimentando un cambio de entropía estándar. Esto implica niveles crecientes de entropía estándar a medida que pasa el tiempo, con el resultado final de que el universo algún día encontrará la máxima entropía. Conocido como muerte por calor, es un estado en el que toda la energía se distribuye por igual en el espacio y a la misma temperatura, por lo que ya no es capaz de realizar ningún trabajo.
El símbolo utilizado para representar la entropía estándar es S ° y se expresa en unidades de trabajo o energía conocidas como joules, por mol de temperatura kelvin, de modo que expresar la entropía molar estándar sería Sm ° / J mol-1 K-1. Esto se divide en un número sin unidades en una tabla de entropía estándar. Las sustancias más duraderas tienen la entropía intrínseca más baja, donde el diamante a una temperatura estándar de 77 ° Fahrenheit (25 ° Celsius o 298 Kelvin) tiene la entropía más baja conocida de 2.377, con agua líquida de 69.9 y helio de 126.
Las leyes de la termodinámica establecen que la energía no se crea ni se destruye. El cálculo de la entropía estándar, por lo tanto, es un método para determinar el movimiento de energía entre la materia y los sistemas, donde la energía neta de todo el universo, considerado como un sistema cerrado, permanece siempre constante. A menudo, la mecánica estadística se utiliza para calcular esta transferencia de energía en química y física, ya que puede modelar el movimiento de moléculas en varios estados de energía.
Aunque se dice que la entropía aumenta en general en todo el espacio, la ilusión en la actividad humana es que se está reduciendo. Cuando la materia se transforma en algo útil para el trabajo, se reduce la entropía estándar o el desorden del estado químico de la materia prima utilizada. Sin embargo, se utiliza mucha más energía irrecuperable para producir el producto de lo que vale.
Esta ilusión de que la entropía estándar se está reduciendo en la Tierra a medida que la civilización trae orden al caos se perpetúa por el hecho de que la Tierra no es un sistema cerrado. A medida que se queman sustancias químicas altamente estructuradas, como los combustibles fósiles refinados, se pierde más energía térmica neta en el espacio de la misma manera que el sol irradia la mayor parte de su calor al espacio. Este calor nunca podrá recuperarse.
Esta es la razón por la que materiales como el diamante tienen un estado de entropía estándar más bajo en 2.377 que el grafito en 5.74, aunque ambos están compuestos por el mismo elemento, carbono. Se utilizó mucha más energía y presión naturales para producir el diamante que el grafito, lo que le dio un nivel más alto de orden intrínseco. Por lo tanto, cuanto más alto es el orden de un sistema o material, más entropía estándar ha contribuido al universo en su producción.