Livro CI 2008

Termodinâmica e Complexidade em Sistemas Biológicos
Então, expressando entropia de uma maneira probabilística, o sistema tem uma
probabilidade pi de estar num instante qualquer em qualquer um dos W os microestados,
onde ∑ipi=1, para isso, temos que:
S = -kB ∑i pi ln pi
(PIQUEIRA & MONTEIRO, 2000).
A grande contribuição da definição estatística da entropia é fazer a ligação entre os
estados macroscópicos com os microscópicos. É importante ressaltar que, apesar de agora
podermos calcular a entropia sem estar necessariamente associada A fluxos de calor e
energia, as duas formulações são essencialmente a mesma coisa, e os conceitos
inicialmente definidos continuam valendo. Sendo assim, pensar a entropia nesta abordagem
molecular pode ser uma forma mais fácil (e correta) de entender o conceito.
Entropia e os sistemas vivos:
“Seres vivos são sistemas termodinâmicos fora do equilíbrio”. Esta frase talvez cause
certo impacto ao ser lida, no entanto o quanto ela pode ter de verdade? Se considerarmos
entropia como o grau de organização apresentado por um sistema, então, realmente, ela faz
sentido. Seres vivos mantêm organização interna, à custa de criar desordem no meio
externo, ou seja, operam em baixos níveis de entropia, mas aumentam a entropia presente
no ambiente. Isso, lógico, se tomarmos entropia como o grau de desorganização do sistema
observado.
Isso foi proposto por Schroedinger em 1944 (MONTEIRO & PIQUEIRA, 2000), no
entanto Ilya Prigogine leva estas idéias mais a fundo. Em seus trabalhos com sistemas
abertos (sistemas abertos são aqueles que trocam massa e energia com o ambiente), ele
propõe que as mudanças de entropia nestes sistemas podem ser decompostas em uma
medida de entropia que o sistema troca com o meio e uma medida de entropia de processos
irreversíveis internos do sistema (e.g.: reações químicas). Nesse balanço de forças entre as
entropias, é possível para este sistema atingir um estado onde sua entropia é menor que a
do início sem infringir a segunda lei (PRIGOGINE, 1955, 1980; PRIGOGINE, 1972 a, 1972
b, apud MONTEIRO & PIQUEIRA, 2000)
Esse balanço entre entropias está associado a manter entropia interna baixa ao
custo de uma geração de entropia alta no meio. Por exemplo, quando o sistema troca
matéria com o ambiente (por exemplo, ingestão de alimento), ocorre uma variação de
entropia. O sistema consegue compensar essa variação e assim manter uma entropia baixa
aumentando a entropia externa (e. g. dissipação de energia térmica).
Manter uma entropia interna baixa também é importante se lembrarmos que um
aumento na entropia acarreta em uma menor capacidade de realizar trabalho. Assim,
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