Revista de Termodinámica y Catálisis
Acceso abierto

abstracto

Epicatálisis en un sistema mecánico-gravitacional simple: ¿una paradoja de la segunda ley?

Jack Denur

La catálisis generalmente se interpreta para facilitar que el equilibrio se logre más fácil y rápidamente, u ocasionalmente menos (anticatálisis), pero no para alterar la posición de equilibrio, es decir, para no alterar la constante de equilibrio K_eq . De hecho, a veces se afirma que si la catálisis pudiera alterar K_eq, entonces podría emplearse para violar la Segunda Ley de la Termodinámica. Sin embargo, se conocen casos en los que la catálisis altera K_eq. Esto se ha denominado epicálisis. Se excluye una violación de la Segunda Ley a través de epicálisis si restaurar el catalizador (específicamente, el epicalizador) a su estado inicial cuesta al menos tanto trabajo como el que puede producir la alteración de K_eq que puede lograr En la mayoría de los casos de epicálisis, cuesta al menos tanto trabajo restaurar el catalizador (específicamente, el epicatalizador) a su estado inicial como el que puede producir la alteración de K_eq. puede lograr. Sin embargo, recientemente se han investigado sistemas y procesos que implican epicatálisis para los cuales esto puede no ser cierto y, por lo tanto, pueden desafiar la Segunda Ley. En este artículo investigamos un sistema en el que la catálisis altera K_eq, pero en el que al menos prima facie parece haber al menos en principio cero costo termodinámico, cero trabajo requerido para la extracción y reinserción de la catálisis. Dado que los sistemas químicos y las reacciones pueden ser complejos, en este artículo investigamos un sistema mecánico-gravitacional simple que puede servir para ilustrar los principios de manera más transparente. Este sistema consiste en una partícula de gas (p. ej., molécula, partícula browniana, etc.) capaz de moverse dentro y entre dos pozos de potencial gravitatorio separados por una barrera, en un campo gravitatorio uniforme.