A entropia é uma grandeza da termodinâmica que mede a desordem das partículas de um sistema físico, associada à irreversibilidade dos estados de um sistema físico.
Sendo assim, o termo se originou do grego entropêe, que significa “em mudança”.
Nas formulações da física a entropia é representada pela letra S. De acordo com a 2º Lei da Termodinâmica, quanto maior for a desordem de um sistema, maior será a sua entropia.
Desta maneira, em um sistema isolado termicamente, a medida da desordem deve sempre aumentar com o tempo, até atingir o seu valor máximo.
Entropia: A seta do tempo
Conforme a física, para entendermos melhor o conceito deste termo podemos imaginar um quarto bagunçado e em seguida arrumado, com meias, cobertores e calçados esparramados.
No primeiro momento, intuitivamente observamos que o inicio do sistema é como o quarto em desordem, o de maior bagunça. A medida que vamos mexendo com as coisas no quarto observamos a reorganização.
Sendo assim, o sistema da entropia é semelhante. Ou seja, quanto maior o processo de alteração de um estado, maior será a sua desordem.
Desta maneira, observamos que a desordem do sistema são espontâneas, portanto seguem princípios da natureza, sendo irreversíveis.
Observe este outro exemplo:
Um copo com suco cai no chão. Assim sendo, o resultado da bagunça gerada é a entropia deste ato, no entanto, seria impossível fazer com que o suco voltasse para o copo. Desta maneira, é impossível retroceder a entropia.
Veja a imagem a seguir:
Em uma rápida análise sabemos que o estado inicial do sistema é o representado pela imagem da esquerda, por sua maior organização. A imagem da direita representa a fase final mais provável.
Contudo, a última imagem representa os átomos que possuem velocidades em todas as direções, bem como posições aleatórias – denominamos de ‘seta do tempo’. Portanto, a entropia trata-se da multiplicidade de estados de um sistema que deve sempre aumentar.
O que a matemática define como entropia
Na prática, a matemática define que a entropia é dada pela seguinte razão:
- ΔS = Entropia (J/K)
- ΔQ = Quantidade de calor (J)
- T = Temperatura absoluta (K)
Portanto, a razão determina que a quantidade de calor é transferida entre duas porções de um sistema termicamente isolado, em Joules, por sua temperatura absoluta, em Kelvin.
Essa regra irá se aplicar em processo isotérmicos, quando a troca de calor é tão pequena ou lenta que não há possibilidade de mudar a temperatura do sistema. Sendo assim, a definição de entropia é infinitesimal – parte infinitamente pequena.
Entendendo o conceito: Imagine um sistema formado por duas porções de um mesmo gás, no entanto em diferentes temperaturas. Desta maneira, movendo algum pistão ou manivela será possível extrair alguma quantidade de trabalho dele.
Após determinado tempo, as partes desse gás tenderão ao equilíbrio térmico. Ou seja, ele se misturará de tal maneira que não haverá diferença de temperatura, mesmo estando toda a energia ali presente. Assim, será impossível extrair qualquer trabalho útil desse sistema.
Veja este exemplo:
Um bloco de gelo foi colocado em um recipiente com temperatura elevada, em pouco tempo sua temperatura aumenta até atingir o equilíbrio térmico.
Nesse momento, o gelo funde e derrete. Após mais um tempo, sem mais calor o estado líquido se torna sólido novamente, no entanto sem sua conformação não terá a mesma organização que apresentava anteriormente.
E aí. Gostou deste artigo? Não deixe de conferir em sua leitura o Ciclo de Carnot – a transformação de um gás natural de forma termodinâmica.
Fonte: Significados, Brasil Escola.
Fonte de imagens: Brasil Escola, Vida Latina, Error 23
