Interpretação estatística da entropia

Interpretação estatística da entropia

“Segundo a teoria cinética, o calor identifica-se com a energia dos movimentos desordenados dos átomos e das moléculas. Assim acontece quando, por choque ou atrito, a energia mecânica se transforma em calor. Neste caso o movimento ordenado de toda a massa do corpo transforma-se num movimento desordenado das suas moléculas.

Assim, se de uma maneira fácil, pode transformar-se a energia mecânica em calor, o processo inverso só poderá produzir-se em condições muito particulares. Com efeito, se podemos passar facilmente de um movimento ordenado a um desordenado, a ordem não nasce espontaneamente da desordem.”

A ideia de que o calor podia ser obtido através de várias formas de energia, levou Boltzmann a introduzir uma interpretação estatística de entropia. Com efeito este cientista demonstrou que o aumento de entropia de um sistema isolado, quando realiza uma transformação real, corresponde à tendência do sistema para passar a um estado de maior probabilidade.

Então o conceito de entropia exprime unicamente uma probabilidade, esperando-se que um determinado sistema, em cada instante, possa afastar-se mais ou menos do estado de maior probabilidade onde a entropia é máxima. Assim, um gás no seu estado mais provável, encontra-se repartido pelo seu volume. Porém, se o número de moléculas fosse muito pequeno, por exemplo 10 moléculas por centímetro cúbico, poderíamos esperar que, de tempos a tempos, todas as moléculas se encontrassem localizadas numa pequena fracção de volume. No entanto, se o número de moléculas fosse grande esta eventualidade, sem poder ser absolutamente excluída, tornar-se-ia extremamente improvável. Então será de esperar que os pequenos sistemas não se comportem conforme o segundo princípio da termodinâmica.

“Assim o conceito de entropia aparece intimamente ligado ao grau de desordem de um sistema. E isto é tanto verdade quanto a entropia de uma substância é maior no estado gasoso do que no estado líquido e esta, por sua vez, maior do que a entropia no estado sólido”.

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