Permanência e Transformação: Como a Termodinâmica vê os processos físicos
por Ernesto Borges (Escola Politécnica - UFBa)
Energia é um conceito fundamental em ciência. Ela se apresenta sob várias formas: energia mecânica, elétrica, gravitacional, química etc. Quando um sistema sofre transformações, sua energia pode mudar de uma forma para outra, mas a energia total se mantém constante.
Do ponto de vista da energia, em princípio, qualquer transformação que mantenha a energia total constante é possível. Entretanto, não é isso que observamos: algumas transformações sempre ocorrem, enquanto outras nunca acontecem. Por exemplo: se colocarmos uma gota de adoçante no café, mesmo que não o mexamos com uma colher, após algum tempo todo o café estará adocicado. Entretanto, após a mistura ter sido feita, nunca observamos o adoçante voltar a se concentrar em uma única gota de modo espontâneo, e o restante da xícara ficar como antes, sem o menor vestígio do sabor doce. Para explicar a predileção da natureza por algumas transformações em relação a outras é necessário utilizar um conceito adicional: a entropia.
Assim como a energia, a entropia é uma propriedade característica de todos os sistemas. Entretanto, seu comportamento é diverso: enquanto a energia se mantém constante (Primeira Lei da Termodinâmica), a entropia sempre aumenta ao longo de uma transformação (Segunda Lei da Termodinâmica). Desse jogo entre o que permanece constante e do que se transforma, resulta o modo como a Termodinâmica explica os processos físicos.
Leituras adicionais:
por Ernesto Borges (Escola Politécnica - UFBa)
Energia é um conceito fundamental em ciência. Ela se apresenta sob várias formas: energia mecânica, elétrica, gravitacional, química etc. Quando um sistema sofre transformações, sua energia pode mudar de uma forma para outra, mas a energia total se mantém constante.
Do ponto de vista da energia, em princípio, qualquer transformação que mantenha a energia total constante é possível. Entretanto, não é isso que observamos: algumas transformações sempre ocorrem, enquanto outras nunca acontecem. Por exemplo: se colocarmos uma gota de adoçante no café, mesmo que não o mexamos com uma colher, após algum tempo todo o café estará adocicado. Entretanto, após a mistura ter sido feita, nunca observamos o adoçante voltar a se concentrar em uma única gota de modo espontâneo, e o restante da xícara ficar como antes, sem o menor vestígio do sabor doce. Para explicar a predileção da natureza por algumas transformações em relação a outras é necessário utilizar um conceito adicional: a entropia.
Assim como a energia, a entropia é uma propriedade característica de todos os sistemas. Entretanto, seu comportamento é diverso: enquanto a energia se mantém constante (Primeira Lei da Termodinâmica), a entropia sempre aumenta ao longo de uma transformação (Segunda Lei da Termodinâmica). Desse jogo entre o que permanece constante e do que se transforma, resulta o modo como a Termodinâmica explica os processos físicos.
Leituras adicionais:
Gino Segrè, Uma questão de graus, Ed. Rocco, Rio de Janeiro, 2005.
Suani T. R. Pinho e Roberto R. S. Andrade, "Evolução das idéias daTermodinâmica e da Mecânica Estatística", em José Fernando Rocha (org.), "Origens e evolução das idéias da Física", Edufba, Salvador, 2002.
Octave Levenspiel, Termodinâmica amistosa para engenheiros, Editora Edgard Blucher Ltda.
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