O que é entropia?
A entropia descreve a tendência dos sistemas passarem de um estado de organização superior para um estado de organização inferior em nível molecular. No seu dia-a-dia, você entende intuitivamente como a entropia funciona sempre que você derrama açúcar no café ou derrete um cubo de gelo em um copo. A entropia pode afetar o espaço no qual uma substância se espalha, sua fase muda de sólido para líquido para gás ou sua posição. Na física, a entropia é uma medida matemática de uma mudança de maior para menor potencial de energia, relacionada à segunda lei da termodinâmica.
Entropia vem de uma palavra grega que significa "transformação". Essa definição nos dá uma ideia de por que as coisas aparentemente se transformam sem motivo. Os sistemas só podem manter a organização em nível molecular, desde que a energia seja adicionada. Por exemplo, a água ferverá apenas enquanto você segurar uma panela sobre chamas. Você está adicionando calor, uma forma de energia cinética, para acelerar as moléculas na água. Se a fonte de calor for removida, todos podemos adivinhar que a água esfriará gradualmente até a temperatura ambiente. Isso ocorre devido à entropia, porque as moléculas de água tendem a consumir sua energia potencial acumulada, liberam calor e acabam com uma energia potencial menor.
A temperatura não é a única transformação envolvida na entropia. As mudanças sempre envolvem a mudança do desequilíbrio para o equilíbrio, consistente com a mudança para a ordem decrescente. Por exemplo, as moléculas sempre se espalham para encher uniformemente um recipiente. Quando pingamos corante alimentar em um copo de água claro, mesmo que não o mexamos, essa concentração unida de uma gota se espalhará gradualmente até que cada parte da água tenha a mesma densidade de cor.
Outro tipo de entropia que tem a ver com o movimento visível (em oposição ao movimento invisível do calor) envolve a gravidade. A menos que colocemos energia em um sistema, como um braço e uma bola, segurando um objeto, ele cai em direção ao chão. Uma posição elevada tem maior energia potencial. Ele é convertido em energia cinética do movimento quando o objeto cai. O objeto sempre termina com a posição de energia potencial mais baixa possível, como descansar no chão.
Em termos mais técnicos, a entropia é um valor específico que mede quanta energia é liberada em um sistema quando se instala na energia potencial mais baixa. A entropia avalia a quantidade de desordem, entendida como uma mudança no calor, de um ponto anterior para um momento posterior. Isso deve acontecer em um sistema "fechado", onde nenhuma energia vaza dentro ou fora. Teoricamente, isso pode ser medido, mas praticamente é muito difícil criar um cenário absolutamente fechado. No exemplo de corante alimentar dado acima, parte da solução de corante alimentar pode estar evaporando, um processo separado da distribuição uniforme de um soluto.