O que é entropia padrão?
A entropia padrão, em geral, é uma medida da quantidade de energia térmica em um sistema fechado que não está disponível para o trabalho e geralmente é considerada a quantidade de distúrbio que um sistema contém. A definição de entropia padrão tem significados ligeiramente diferentes, dependendo do campo da ciência ao qual está sendo aplicada. Em química, entropia molar padrão é definida como a entropia de 1 mole, ou molécula de grama, de matéria a uma pressão atmosférica padrão de 14,7 lb / polegada 2 (101,3 kPa) e uma determinada temperatura.
Presume-se que os sistemas físicos na natureza estejam passando por alterações de entropia padrão. Isso implica níveis crescentes de entropia padrão à medida que o tempo passa, com o resultado final de que o universo um dia encontrará a entropia máxima. Conhecida como morte por calor, é um estado em que toda a energia é igualmente distribuída pelo espaço e à mesma temperatura, deixando de ser capaz de realizar qualquer trabalho.
O símbolo usado para representar a entropia padrão é S ° e é expresso em unidades de trabalho ou energia conhecidas como joules, por mole de temperatura kelvin, de modo que expressar a entropia molar padrão seria Sm ° / J mole -1 K -1 . Isso é dividido em um número sem unidade em uma tabela de entropia padrão. As substâncias mais duráveis têm a mais baixa entropia intrínseca, onde o diamante a uma temperatura padrão de 77 ° Fahrenheit (25 ° Celsius ou 298 Kelvin) tem a menor entropia conhecida de 2.377, com água líquida uma de 69,9 e hélio uma de 126.
As leis da termodinâmica afirmam que a energia não é criada nem destruída. O cálculo da entropia padrão, portanto, é um método para determinar o movimento de energia entre a matéria e os sistemas, onde a energia líquida de todo o universo, considerado como um sistema fechado, sempre permanece constante. Freqüentemente, a mecânica estatística é usada para calcular essa transferência de energia em química e física, pois pode modelar o movimento de moléculas em vários estados de energia.
Embora se diga que a entropia está aumentando globalmente em todo o espaço, a ilusão na atividade humana é que ela está sendo reduzida. Quando a matéria é fabricada em algo útil para o trabalho, a entropia ou desordem padrão do estado químico da matéria-prima utilizada é reduzida. Muito mais energia irrecuperável é usada na produção do produto do que vale a pena.
Essa ilusão de que a entropia padrão está sendo reduzida na Terra à medida que a civilização traz ordem ao caos é perpetuada pelo fato de a Terra não ser um sistema fechado. À medida que produtos químicos altamente estruturados, como combustíveis fósseis refinados, são queimados, mais energia líquida de calor é perdida no espaço da mesma maneira que o sol irradia a maior parte de seu calor para o espaço. Este calor nunca pode ser recuperado.
É por isso que materiais como diamante têm um estado de entropia padrão mais baixo em 2,377 do que grafite em 5,74, embora ambos sejam compostos do mesmo elemento, carbono. Muito mais energia e pressão naturais foram utilizadas na produção do diamante do que a grafite, proporcionando um nível mais alto de ordem intrínseca. Portanto, quanto maior a ordem de um sistema ou material, mais entropia padrão ele contribuiu para o universo em sua produção.