Entropia

A entropia é a grandeza utilizada para medir o grau de desordem em um sistema. Ela depende da quantidade de calor trocada por um corpo e da sua temperatura.

A fusão do gelo é um exemplo de processo espontâneo que ocorre na natureza e que resulta em um aumento da entropia de um sistema
A fusão do gelo é um exemplo de processo espontâneo que ocorre na natureza e que resulta em um aumento da entropia de um sistema
Por Mariane Mendes Teixeira
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A entropia, representada pela letra S, é uma grandeza utilizada para medir a desordem das partículas de um sistema. Essa desordem ocorre, por exemplo, quando um corpo sofre mudança em sua temperatura e, consequentemente, muda a agitação de suas moléculas.

Considerando que a entropia depende da agitação molecular, que, por sua vez, depende da quantidade de calor que um corpo Q possui, podemos concluir que:

  • Se Q > 0, o sistema recebe calor, aumenta sua agitação molecular e sua entropia aumenta;

  • Se que Q < 0, o sistema perde calor, diminui a agitação de suas moléculas e a entropia diminui;

  • Se Q = 0, o sistema não troca calor, portanto, sua entropia permanece constante.

A entropia também depende da temperatura da substância, já que quanto maior é a temperatura, maior é a agitação molecular e, consequentemente, maior é a desordem das moléculas que compõem essa substância.

Como a agitação molecular determina a entropia, podemos concluir que a matéria no estado gasoso (maior agitação molecular) possui maior entropia do que no estado líquido, que, por sua vez, possui maior entropia do que no estado sólido.

Durante as mudanças de fase, ocorre variação da entropia do sistema, de forma que se um corpo passa do estado sólido para o líquido ou do líquido para o gasoso, a entropia aumenta; e se a mudança ocorre do estado gasoso para o líquido ou do líquido para o sólido, a entropia diminui.

A ideia de entropia foi utilizada pela primeira vez em 1865 por Rudolf Clausius (1822 – 1888). Segundo ele, para estudar a entropia, é mais útil estudar sua variação do que seu valor absoluto, uma vez que a entropia possui valor constante para cada estado de equilíbrio.

A equação utilizada para calcular a variação da entropia (ΔS) relaciona a quantidade calor Q trocada por um corpo com a sua temperatura T (constante) na escala Kelvin:

ΔS = Q
        T

A unidade de medida da entropia no Sistema Internacional de unidades é J/K.

De acordo com a segunda lei da termodinâmica a variação da entropia para os processos irreversíveis sempre é positiva. Isso porque para os processos espontâneos sempre há aumento da entropia.

Por exemplo, se um bloco de gelo fundir, ele passará do estado sólido para o líquido, que tem uma entropia maior. Como a variação da entropia depende da entropia das substâncias no estado final e inicial, temos que:

ΔS = ΔSlíquido - ΔSsólido

Como:

ΔSlíquido > ΔSsólido

Temos:

ΔS > 0 (positiva)

Como em todos os fenômenos naturais em que ocorrem processos espontâneos há essa tendência de alcançar um grau de maior agitação, podemos dizer que a entropia do universo tende a aumentar. Já nos processos reversíveis, a entropia não varia.


Por Mariane Mendes Teixeira
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