Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

CAPÍTULO
/\
O QUE É FÍSICA? ______ _
- o tempo possui um sentido, o sentido no qual envelhecemos. Estamos acostumados
com processos unidirecionais, ou seja, processos que ocorrem apenas em um~
certa ordem (a ordem correta) e nunca na ordem inversa (a ordem errada). Um ovo cru.
no chão e se quebra, uma pizza é assada, um carro bate em um poste, as ondas transformam
pedras em areia ... todos esses processos unidirecionais são irreversíveis, ou
seja, não podem ser desfeitos através de pequenas mudanças no ambie~te. .
Um dos objetivos da física é compreender por que o tempo possui um sentido e
por que os processos unidirecionais são irreversíveis. Embora essa física possa parecer
distante das situações do nosso dia a dia, tem na verdade uma relação direta com
o funcionamento de qualquer motor, como o motor de um automóvel, porque é ela
que determina qual é a eficiência máxima com a qual um motor pode funcionar.
O segredo para compreender a razão pela qual os processos unidirecionais não
podem ser invertidos envolve uma grandeza conhecida como entropia.
20-2 Processos Irreversíveis e Entropia
A associação entre o caráter unidirecional dos processos e a irreversibilidade é tão
universal que a aceitamos como perfeitamente natural. Se um desses processos ocorresse
espontaneamente no sentido inverso, ficaríamos perplexos. Entretanto, nenhum
desses processos "no sentido errado" violaria a lei da conservação da energia.
Por exemplo: você ficaria muito surpreso se colocasse as mãos em tomo de uma
xícara de café quente e suas mãos ficassem mais frias e a xícara mais quente. Este é
obviamente o sentido errado para a transferência de energia, mas a energia total do
sistema fechado (mãos + xícara de café) seria a mesma se o processo acontecesse no
sentido correto. Para dar outro exemplo, se você estourasse um balão de hélio, levaria
um susto se, algum tempo depois, as moléculas de hélio se reunissem para assumir
a forma original do balão. Este é obviamente o sentido errado para as moléculas se
moverem, mas a energia total do sistema fechado (moléculas + aposento) seria a
mesma para uma transformação no sentido en·ado e no sentido correto.
Assim, não são as mudanças de energia em um sistema fechado que determinam
o sentido dos processos irreversíveis; o sentido é determinado por outra propriedade,
que será discutida neste capítulo: a variação de entropia f:J..S do sistema. A variação
de entropia de un1 sistema será definida na próxima seção, mas podemos enunciar
desde já a prop1iedade mais importante da entropia, frequentemente chamada de
postulado da entropia:
Todos os processos irreversíveis em um siste1nafechado são acompanhados por
aun1ento da entropia.
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