A conversão espontânea de
energia (seja ela mecânica, elétrica, química ou outra modalidade), em energia térmica,
determina o sentido preferencial de realização de um processo natural. Essa transformação
de energia, muitas vezes, é integral. Por outro lado, a conversão de energia térmica
em outras formas de energia é um processo que não ocorre de maneira integral.
Uma máquina térmica, por exemplo, pode realizar essa conversão, porém com
rendimento bem inferior quando comparamos com a máquina ideal proposta por
Nicolas Léonard Sadi Carnot.
Por esse motivo à medida
que advém os processos naturais, apesar de a energia total se conservar, ocorre
uma diminuição na possibilidade de se obter energia para realizar trabalho, ou
seja, uma parcela da energia disponível transforma-se em uma modalidade que não
pode ser mais utilizada de maneira integral – a energia térmica. A partir dessa
análise, podemos enunciar, uma variação da segunda lei da termodinâmica a qual
evidencia que a evolução do universo [1] leva
a um aumento da indisponibilidade de energia para realizar trabalho.
A energia utilizável para realizar trabalho
diminui à medida que o Universo evolui.
Na metade do século XIX,
duas teorias conflitaram para explicar a obtenção de trabalho mecânico em uma
máquina térmica: a primeira baseava-se no princípio de Carnot-Kelvin [2] e
a segunda apoiava-se no princípio de Mayer-Joule [3].
Em 1850, o físico alemão Rudolf J.
Clausius agregou essas duas teorias e apresentou pela primeira vez à
Termodiâmica o Conceito de Entropia (grandeza física representada pela letra S).
A palavra entropia é de origem grega que significa "mudança de forma".
Clausius visava caracterizar essa tendência natural de evolução do universo bem
como mostrar que a energia dele permanece constante. Sendo assim, Clausius, comparando
o universo como um sistema fechado, divulgou, em 1865, as duas primeiras leis
da termodinâmica numa forma generalizada. A primeira assegurava que a energia
total do universo é constante e a segunda retificava que a
entropia do universo tende a um máximo.
Para justificar o enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica, Clausius interpretou a
entropia como uma grandeza que mede a irreversibilidade dos processos físicos, ou
seja, a entropia de um sistema comporta-se de maneira diferente em processos
irreversíveis e reversíveis. Como
forma de ilustrar a diferença entre os processos reversíveis e irreversíveis
vamos observar algumas situações de nosso cotidiano as quais muitas vezes não
nos damos conta, mas que exemplificam de modo mais concreto a ideia de
irreversibilidade em sistemas físicos. O vídeo 1 ilustra uma situação bastante comum quando vamos ao cinema ou até mesmo quando estamos em casa assistindo um filme. Confira no endereço eletrônico a seguir!
O vídeo 2, não retrata uma situação tão comum
quanto o vídeo 1, mas também ilustra um evento que podemos utilizar para
mostrar a diferença entre processos reversíveis e irreversíveis. Veja no link abaixo:
O vídeo 3, representa mais um exemplo utilizado para diferenciar os processos reversível e irreversíveis.´É mais uma manifestação de processo irreversível em nosso cotidiano. Confira mais essa situação no endereço eletrônico abaixo:
Após
visualização dos vídeos 1, 2 e 3, responda ao questionamento final de cada
vídeo! Deixe aqui seu comentário!
Vejo que, nos 3 casos, as reações da 2a situação em casa vídeo ñ ocorrem naturalmente, por serem contrárias ao aumento da entropia, sendo assim não espontâneas (desconsiderando o fator exo ou endotérmico)
ResponderExcluirExatamente, algumas fenômenos que observamos em nosso cotidiano ocorrem espontaneamente em um sentido preferencial. Aparentemente são eventos bastante comuns, mas nos revela uma manifestação de uma das Leis mais sutis da natureza - A Segunda Lei da Termodinâmica, a qual revela o caráter probabilístico no sentido dos eventos.
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