sexta-feira, 17 de abril de 2015

Agora, na próxima vez que você for a um restaurante, pense em como a comida é preparada. Em seguida, tente imaginar o processo na ordem inversa. É fácil descascar uma fruta, mas impossível colocar a casca de volta no lugar. É fácil preparar ovos mexidos, mas impossível transformar ovos mexidos em ovos intactos. É fácil cozinhar legumes, mas impossível descozinhá-los. Depois de fazer pipoca, não é possível transformar a pipoca novamente em milho.
Além das situações apresentadas anteriormente, podemos discorrer de outras tais como: as comidas e bebidas que são servidas quentes tendem a esfriar e as que são servidas frias tendem a esquentar. Um copo de água gelada logo fica à temperatura ambiente; o mesmo acontece com uma xícara de café quente. O sorvete derrete e a calda de chocolate endurece. Estes eventos do cotidiano são tão familiares que não despertam nossa atenção, mas quando o milho de pipoca estoura e o café esfria estamos assistindo a manifestação de uma das leis mais sutis e fascinantes da física: a segunda lei da termodinâmica. De acordo com Borges (1999, p. 455) [1]“Todos os processos naturais são, em diferentes graus, irreversíveis. Não é possível, por exemplo, obter, espontaneamente, gasolina a partir dos gases de combustão de um automóvel fazendo o motor funcionar ao contrário” e completa Nussenzveig (2002) [2]a entropia de um sistema termicamente isolado nunca pode decrescer; não se altera quando ocorrem processos reversíveis, mas aumenta quando ocorrem processos irreversíveis. Assim, a variação da entropia será maior ou igual a 0, para sistemas isolados.
      Como podemos perceber nas bases teóricas da Termodinâmica apresentadas por Clausius, a grandeza física entropia está associado à uma indisponibilidade de energia para realizar trabalho quando observa-se os processos irreversíveis. Levando-se em conta que a maioria dos processos naturais são irreversíveis a entropia do universo tende a um máximo conforme Clausius já havia mencionado.
Além da ideia qualitativa proposta por Clausius, ele também expressou quantitativamente a grandeza entropia para processos reversíveis. Para tanto, ele percebeu que assim como outras variáveis de estado - pressão (P), volume (V), temperatura (T) e energia interna (U) - a entropia (S) também é uma variável de estado de um sistema, isto é, quando analisamos um processo qualquer, o valor absoluto da entropia não é importante, mas sim a sua variação. Dessa forma, a variação S da entropia de um sistema que passa de um estado inicial para um estado final é definida por:


Em que o numerador da equação 1 é a quantidade de calor trocada pelo sistema, num processo reversível que leva o sistema do estado inicial até o estado final e T corresponde a temperatura que está ocorrendo essa troca de calor. Para utilizar essa expressão, a temperatura em que esta ocorrendo a troca de calor deve ser constante. A partir dessa equação, também podemos perceber: Se a quantidade de calor trocada for positiva, a variação de entropia do sistema também será positiva e se a quantidade de calor for nula, a variação de entropia do sistema também será nula. Isso corrobora com o enunciado de Clausius (S ³ 0). Como a entropia é uma função de estado, a sua variação quando um sistema passa de um estado para outro depende somente desses estados, e não do processo pelo qual ocorre essa passagem.




[1] Borges, E. P. Irreversibilidade, Desordem e Incerteza: Três visões da Generalização do Conceito de Entropia. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 21, n. 4: p. 455, dez. 1999.
[2] NUSSENZVEIG, M. Curso de Física Básica 2 - Fluidos, Oscilações e Ondas, calor. 4 ed. São Paulo: Blucher, 2002.

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