O que é entropia?
A entropia descreve a tendência de os sistemas passarem de um estado de organização superior para um estado de organização mais baixa em nível molecular. No seu dia-a-dia, você entende intuitivamente como a entropia funciona sempre que derramar açúcar no café ou derreter um cubo de gelo em um copo. A entropia pode afetar o espaço no qual uma substância se espalha, sua mudança de fase de sólido para líquido para gás ou sua posição. Na física, a entropia é uma medição matemática de uma mudança de energia maior para menor, relacionada à segunda lei da termodinâmica.
A entropia vem de um significado de palavra grega, "transformação". Essa definição nos dá uma visão 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 ferve apenas enquanto você segura 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 adivinharQue a água gradualmente esfrie até a temperatura ambiente. Isso se deve à entropia, porque as moléculas de água tendem a usar sua energia potencial acumulada, liberar calor e acabar com uma energia potencial mais baixa.
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 diminuição da ordem. Por exemplo, as moléculas sempre se espalham para encher uniformemente um recipiente. Quando pingarmos os alimentos para corar em um copo transparente de água, mesmo que não os agitem, a concentração unida de uma gota se espalhará gradualmente até que todas as partes da água tenham a mesma densidade de cor.
Outro tipo de entropia que tem a ver com movimento visível (em oposição ao movimento invisível do calor) envolve a gravidade. A menos que coloque energia em um sistema, como um braço e uma bola, segurando um objeto, ela caid o chão. Uma posição elevada tem maior energia potencial. Ele é convertido em energia cinética de movimento quando o objeto cai. O objeto sempre acaba com a posição da menor energia potencial 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 ponto posterior. Isso deve acontecer em um sistema "fechado", onde não há vazamentos de energia dentro ou fora. Teoricamente, isso pode ser medido, mas praticamente é muito difícil criar um cenário absolutamente fechado. No exemplo de coloração alimentar dado acima, parte da solução para colorir alimentar pode estar evaporando, um processo separado da distribuição uniforme de um soluto.