Entropia termodinâmica
A entropia termodinâmica é uma medida de quão organizada ou desorganizada a energia está presente em um sistema de átomos ou moléculas. Ela é medida em joules de energia por unidade de kelvin. A entropia é uma parte importante da terceira lei da termodinâmica.
Imagine que um grupo de moléculas tenha dez unidades de energia. Se a energia nessas moléculas estiver perfeitamente organizada, então as moléculas podem fazer dez unidades de trabalho. No entanto, se a energia se tornar menos organizada (assim, a entropia aumenta), as moléculas podem apenas ser capazes de fazer seis unidades de trabalho, mesmo que ainda tenham dez unidades de energia nelas.
Quando a entropia total é atingida, não há mais energia para gastar. Um bom exemplo disso é uma xícara de chá quente. O chá tem muita energia em comparação com a sala onde o chá se encontra. Com o tempo, o calor do chá se espalhará pela sala. O chá se tornará mais frio. Isto ocorre porque a energia (calor) do chá se move para a área ao redor. Uma vez que o chá se tornou frio, não há mais calor que possa ser espalhado. O chá atingiu a entropia total.
Existem dois tipos destes "quartos": Um sistema aberto e um sistema fechado. Um sistema aberto significa que a energia (como o calor) pode fluir livremente para dentro e para fora da sala. Um sistema fechado significa que a sala está fechada do lado de fora; nenhuma energia pode entrar ou sair.
No caso do chá, a sala era um sistema fechado; nenhuma energia podia entrar nela. Mas também podemos fazer dele um sistema aberto, colocando um aquecedor na sala. Se ligarmos o aquecedor, podemos usar o calor do mesmo para reaquecer a xícara de chá. Uma nova energia foi trazida para a sala. Assim, a entropia diminuiu. O calor que passou do aquecedor para o chá pode então se mover novamente para o quarto até que a entropia total tenha sido atingida. É disto que trata a segunda lei da termodinâmica.
Um exemplo real da vida de um sistema aberto é a Terra. Ela recebe muita energia do Sol todos os dias. Isto permite que as plantas cresçam e que a água permaneça líquida. Se tirássemos o Sol, as plantas morreriam e a água congelaria porque a superfície de nosso planeta seria muito fria.
Perguntas e Respostas
P: O que é a entropia termodinâmica?
R: A entropia termodinâmica é uma medida de quão organizada ou desorganizada a energia está presente em um sistema de átomos ou moléculas. Ela é medida em joules de energia por unidade de kelvin.
P: O que diz a terceira lei da termodinâmica?
R: A terceira lei de termodinâmica diz que quando se atinge a entropia total, não há mais energia para gastar.
P: Quais são os dois tipos de "salas" mencionados no texto?
R: Os dois tipos de "salas" mencionados no texto são um sistema aberto e um sistema fechado. Um sistema aberto significa que a energia (como o calor) pode fluir livremente para dentro e para fora, enquanto um sistema fechado significa que está fechado do lado de fora; nenhuma energia pode entrar ou sair.
P: Como é que a nova energia afeta a entropia total?
R: A nova energia diminui a entropia total porque permite uma maior organização dentro do sistema. Por exemplo, se colocarmos um aquecedor em uma sala com chá frio, podemos usar o calor do mesmo para reaquecer a xícara de chá. Isso traz uma nova energia para a sala que diminui sua entropia total.
P: O senhor pode dar um exemplo de um sistema aberto?
R: Um exemplo real de um sistema aberto é a Terra, pois ela recebe muita energia do Sol todos os dias, o que permite que as plantas cresçam e que a água permaneça líquida.
P: Como é que a entropia total que está sendo atingida afeta uma xícara de chá quente?
R: Quando a entropia total for atingida para uma xícara de chá quente, não haverá mais calor que possa ser espalhado, de modo que se tornará frio à medida que todo o seu calor se mover para a área circundante.
