1. A entropia se desenvolveu junto com os estudos das Leis da Termodinâmica. De acordo com as definições da termodinâmica, a energia pode ser transportada de um sistema para o outro em forma de calor ou trabalho. Essas pesquisas ainda definiram que havia uma quantidade de energia a ser transformada e a denominaram de entropia. Esse princípio não diz respeito somente a quantidade, mas a forma com que a energia está distribuída.
2. Em 1824, o jovem engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796-1832) propôs uma máquina térmica teórica ideal, ou seja, uma máquina que teria o maior rendimento possível, dadas as temperaturas das fontes. Para tal, essa máquina deveria seguir um ciclo termodinâmico específico: o chamado Ciclo de Carnot
3. Por fim, estudaremos uma terceira forma de enunciar a segunda lei da termodinâmica: através da entropia. A entropia (S) é a medida da desordem de um sistema. Quanto maior é a desordem, maior é a entropia. A física nos diz que, com o passar do tempo, a desordem de um sistema fechado (que permite trocas de energia, mas não de matéria) tende sempre a aumentar e nunca a diminuir. Ou seja, a entropia de um sistema fechado também tende sempre a aumentar. Dessa forma, podemos concluir que, como um todo, a entropia do universo vem aumentando ao longo do tempo. Quer saber mais sobre o assunto? Temos um post completo sobre entropia. Tá, mas qual é a relação da entropia com o que vimos sobre a segunda lei da termodinâmica? Bom, sabemos que nenhum dispositivo pode transformar em trabalho útil toda a energia térmica que recebe na forma de calor. Sendo assim, podemos inferir que parte dessa energia não é “aproveitável”. E, nesse contexto, também podemos definir a entropia como uma grandeza que mensura essa parcela de energia. Energia essa que não é aproveitável para gerar trabalho.
4. Chamamos de máquina térmica qualquer dispositivo capaz de converter calor em trabalho útil. Em geral, as máquinas térmicas operam em ciclos, conhecidos como ciclos termodinâmicos. Alguns exemplos comuns de máquinas térmicas são as máquinas a vapor (utilizadas em trens e navios), os motores de automóveis e até mesmo os reatores nucleares.
5. Na prática, o rendimento de uma máquina térmica pode depender de diversas variáveis. Podemos citar, dentre elas, a tecnologia utilizada em sua construção e o fluido que opera em seu interior. Além disso temos, principalmente, as transformações termodinâmicas pelas quais esse fluido passa e a temperatura em que se encontram as fontes fria e quente.
6. Fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica A fórmula usada para descrever matematicamente a Primeira Lei da Termodinâmica é mostrada a seguir: ΔU – variação de energia interna (cal ou J) Q – calor (cal ou J) τ – trabalho (cal ou J)
6.1. A segunda lei da termodinâmica
7. A segunda lei da termodinâmica
8. Ciclo de Carnot
9. 3 lei da termodinâmica
10. Quanto mais as moléculas se movimentam, maior a sua desordem e, por consequência, a sua entropia também aumenta. O que a entropia se dispõe a calcular é: qual a quantidade de energia que não pode mais ser convertida em trabalho? Em quais variações termodinâmicas e em que temperatura?
11. Entre 1906 e 1912, Hermann elaborou o teorema do calor ou Terceira Lei da Termodinâmica. De acordo com o proposto pelo físico, sempre que um sistema estiver próximo da temperatura do zero absoluto ( -273.15 graus Celsius) a entropia terá um valor mínimo. A lei oferecia, portanto, um ponto de partida para determinar o valor da entropia.
12. A Terceira lei da Termodinâmica sustenta a ideia de que a entropia de um sistema com temperatura igual a zero absoluto tem uma constante pouco variável. A teoria explica que quanto mais próximo da temperatura de zero absoluto um cristal perfeito estiver, mais a entropia se aproximará de zero. A entropia se tornará absoluta também.
13. A Terceira lei da Termodinâmica foi elaborada por Walther Hermann Nernst, um físico-químico alemão. Além dos estudos na área da termodinâmica, desenvolveu pesquisas nos campos da eletroquímica e fotoquímica. Por causa do seu trabalho, a físico-química moderna teve grande avanço.
14. De acordo com essa lei, a variação da energia interna de um sistema termodinâmico equivale à diferença entre quantidade de calor absorvido pelo sistema e o trabalho por ele realizado.
15. Na Primeira Lei da Termodinâmica, usamos conceitos como energia interna, calor e trabalho, que são pertinentes ao âmbito das máquinas térmicas (aplicações tecnológicas de fundamental importância para a Termodinâmica)
