La segunda ley de la termodinámica, un fastidio

Por desgracia, hay una ley de la naturaleza que no lo permite: la segunda ley de la termodinámica.

¿Os imaginais un mundo donde se dan euros a 90 céntimos? La segunda ley de la termodinámica, una de las leyes más fundamentales de la física, es la que impide que ocurra. Quien mueve la civilización es el dinero, su intercambio. En la naturaleza ese papel lo desempeña la energía. El intercambio de energía entre cuerpos, el negocio, se realiza de dos formas: trabajo y calor. Ejemplo del primero son todos los motores; del segundo, caldear una habitación fría.

La segunda ley de la termodinámica se obtuvo por pura observación de los procesos donde está involucrado el calor. Es la expresión de una disimetría esencial en la naturaleza: los cuerpos calientes se enfrían pero los fríos no se calientan espontáneamente; los vasos se rompen pero ninguno se recompone solo. Todos estos sucesos se ajustan a otra ley fundamental, la primera ley de la termodinámica o principio de conservación de la energía. Que un vaso pudiera recomponerse solo no está en contra de esta primera ley, pues la energía total se mantiene igual de principio a fin; quien no lo permite es la segunda porque en esta situación es la distribución de esa energía la que cambia de un modo irreversible. Dicho de otro modo: la primera ley dice que los trapicheos con la energía no pueden hacerla desaparecer; la segunda ley nos advierte de hacia dónde deben dirigirse esos trapicheos.

Si esto no fuera así, si nos pudiésemos saltar a la torera la segunda ley de la termodinámica, viviríamos en un universo donde no sabríamos si estamos viendo una película al derechas o al revés. Sería un mundo de energía gratis; las compañías eléctricas se irían a la bancarrota. Por ejemplo, no haría falta enchufar el frigorífico. En nuestro mundo normal la energía no pasa de manera natural de un cuerpo frío a otro caliente. Si así pasa, debe ocurrir otra cosa en algún otro punto del universo: el frigorífico enfría los alimentos porque en una central nuclear, térmica o hidroeléctrica se libera energía. En definitiva, la segunda ley define un sentido de los procesos naturales y con ella podemos decidir cuales son naturales y cuáles no. Si no fuera así, tendríamos problemas para calentar una habitación, porque el poco calor que contuviera iría a la estufa.

Pero hay una situación más sutil. La segunda ley de la termodinámica nos asegura que no existe ningún proceso físico cuyo único fin sea la conversión completa de calor en trabajo; siempre se perderá algo de calor. Podemos convertir todo el trabajo en calor (al mover de adelante atrás la mano sobre un trozo de lana, calentamos la mano) pero no podemos convertir todo el calor en trabajo. Si así fuera tendríamos un móvil perpetuo.