Entropia

(Off) Desculpe desviar o assunto, mas como vejo que os rapazes são bem versados em química, queria lhes fazer uma pergunta que me perturba há muito tempo... Por que Lavoisier, o pai da química moderna, morreu na guilhotina?

Lavoisier morreu gilhotinado durante a Revolução Francesa, o maior gênio da química a meu ver era responsável por uma fazenda de pesquisas do governo francês, e durante a Revolução Francesa, como sabemos, qualquer coisa que tivesse o nome de governo era destruído, e a fazenda e nosso gênio também caíram perante os revoltos camponeses.

Lavoisier não tinha uma fazenda, no sentido de uma plantação agrícola.
O termo "fermièr-generale" (traduzido como fazendeiro) era referente a cobrador de impostos. Os fermièr eram parte de uma organização que pagava uma taxa ao rei para cobrar impostos. Esses impostos eram cobrados apenas das pessoas comuns (nobres e clero eram isentos). Lavoisier propôs cobrá-lo a todos, sem distinção (nobres não gostaram muito). Também teve a ideia de construir um muro ao redor de Paris, para evitar que as pessoas fugissem para não pagar os impostos (a cobrança era realmente violenta). Além disso, Lavoisier tinha muitas inimizades, algumas delas assumindo postos no governo revolucionário.

O conjunto desses fatores fez com que Lavoisier fosse levado à guilhotina, em 1794.

No momento de sua morte, o amigo Lagrange teria dito: "bastou um segundo para cortar sua cabeça, e talvez cem anos não produzam outra igual".

Uma curiosidade que tenho é qual experimento o Lavoisier deixou incompleto, por te sido negado a ele o adiamento da execução por duas semanas, que havia solicitado para terminar um experimento. Conta-se que o juiz teria sentenciado que o cientista (ou o férmier?) fosse guilhotinado naquela tarde. "A França não precisa de cientistas", teria dito ao sentenciado.

Bom, ao que eu saiba Lavoisier foi decapitado por um imenso grau de fatores, mas por principalmente ter pego a mulher do rei Luís XVI (ouvi alguém falar disso).

Lavoisier pegou Maria Antonieta?

Creio nisso não... Acho que alguém confundiu a rainha com a Marie-Anne Pierrette Paulze, esposa de Lavoisier e depois do conde de Rumford.

Muito obrigada, Paranhos.

Opa, acho que tá rolando uma química.

Vou embolar novamente tudo: Na terra e na maioria dos seres vivos, não existe ordem! Viva ao caos!

haha

Demônio de Maxwell

Se concebermos um ser cujas faculdades são tão aguçadas que ele consegue acompanhar cada molécula em seu curso, tal ser, cujos atributos são ainda essencialmente tão finitos quantos os nossos, seria capaz de fazer o que atualmente nos é impossível fazer. Pois vimos que as moléculas em um recipiente cheio de ar a uma temperatura uniforme movem-se com velocidades que não são de modo algum uniformes.
Suponhamos agora que tal recipiente é separado em duas porções, A e B, por meio de uma divisória no qual há um pequeno orifício, e que um ser, que pode ver as moléculas individuais, abre e fecha este orifício, de forma a permitir que somente as moléculas mais rápidas passem de A para B, e somente as mais lentas passem de B para A. Ele irá portanto, sem gasto de trabalho, elevar a temperatura de B e abaixar a de A, em contradição à 2ª lei da termodinâmica?

A diminuição de entropia do sistema é ilusória, uma vez que o demônio precisaria aumentar sua própria entropia para organizar esse conjunto de moléculas.

A segunda lei da termodinâmica diz que um meio isolado gera entropia e esta entropia no meio natural é harmoniosamente dispersa usando um meio isolado altamente entropico, um demônio poderia conduzir a energia de forma não harmoniosa para a a natureza.

A chave da questão está no fato de que para medir a velocidade de uma partícula você precisa de energia.

No caso, vai precisar mais energia do que pode gerar fazendo a tal divisão entre partículas lentas e rápidas.

E o 2° princípio da termodinâmica continua.

Ocorre que para medir a velocidade das partículas você já gasta energia... Mesmo se não fosse o caso, algumas partículas podem estar entre o demônio e seu alvo. Neste caso, para movê-las, o demônio deveria se deslocar, ou esperar que as partículas obstáculos se movessem por si, liberando seu campo de ação. Neste caso, o tempo transcorreria e o calor se dissiparia nos entrechoques entre as partículas, tornando qualquer poder do demônio inútil.

No caso dele conseguir escapar a todas essas condições... Bem, você estaria postulando uma entidade mágica.

Seria como perguntar se não seria possível voar se você conseguisse enfrentar a gravidade por si. Sim, seria. Dito isso, nada adiciona de novo.

Enfim... A resposta clássica para o problema está aqui: O demônio diminui a entropia do gás, aumentando a sua própria mais do que conseguiu diminuir a do sistema... Neste sentido, a entropia do universo continua subindo e a termodinâmica continua ilesa.

A entropia vai aumentar sempre. Ela pode diminuir localmente, mas sempre aumenta globalmente.

Como já explicaram, o demônio sempre vai aumentar sua própria entropia (ou a entropia de instrumentos, ferramentas, ou quaisquer meios indiretos que ele use) para poder atuar no sistema (que no caso vai ser um sistema *aberto") de forma a diminuir a entropia desse sistema.

No caso da nanomáquina vai ser a mesma coisa. A energia consumida na atuação das nanomáquinas vai gerar mais entropia do que a diminuição de entropia das moléculas onde elas atuam.

No dia em que algum experimento reproduzível violasse a segunda lei da termodinâmica, haveria uma estrondosa revolução científica, de magnitude comparável à relatividade e à quântica.

Até no caso dos buracos negros, que à primeira vista pareciam diminuir a entropia atuando como "demônios de Maxwell" ao "organizar" a matéria "desorganizada" que engolem, posteriormente foi demonstrado que a entropia total aumenta devido à emissão da radiação de Hawking.

Primeiro, deixemos claro duas coisas que entropia não é:

1 - Entropia não é o grau de complexidade de um sistema;

2 - Entropia não é o grau de desordem de um sistema.


Quem diz isso, ou está enganado, ou está enganando as pessoas (ou os dois..).


Então, o que é entropia?


Bem, antes, deve-se saber que, na termodinâmica, quando se deseja converter energia em trabalho, sempre há perdas, que pode ser na forma de calor, de atrito, de desgaste, etc. NUNCA 100% da energia é convertida em trabalho. Não existe maquina 100% eficiente. Essa energia perdida, dependendo do caso, não pode ser convertida em trabalho.

Então, uma forma simplificada de definir a entropia é a quantidade de energia que não pode mais ser transformada em trabalho.


Qual o erro em dizer que a entropia de um sistema sempre aumenta?


O erro é a ausência de uma palavrinha muito importante: o sistema deve ser um sistema fechado.

Um sistema fechado é aquele que não sofre trocas de calor nem trabalho com o meio externo.

Então é óbvio, se uma quantidade de energia produz uma quantidade de trabalho, e um pouco dessa energia é liberada como resíduo, na forma de calor por exemplo, e não pode haver trocas de calor com o meio, por ser um sistema fechado, então é claro que a entropia só pode aumentar.

No entanto, sistemas fechados não existem no mundo real. Eles são apenas definições, que não podem ser reproduzidas, nem mesmo nos mais modernos laboratórios.

O desenvolvimento da vida e da vida inteligente contraria flagrantemente o principio do aumento da entropia e da desordem no cosmos, cabe registrar.

Errado, isso lembra um típico argumento criacionista, incansavelmente já refutado:

"A Segunda Lei da Termodinâmica invalida a Evolução..."

O criador desse argumento, Duane T.Gish, do Institute for Creation Research , usou de uma estratégia no mínimo desleal: pegou um termo que pouca gente conhece plenamente (a saber, a entropia), e o deturpou, de modo a parecer apoiar seus argumentos.

Todo e qualquer processo bioquímico (assim como qualquer processo físico em geral) respeita a lei da termodinâmica: a entropia nunca diminui, só aumenta.

Até mesmo no caso dos buracos negros, que a princípio pareciam ter sua entropia diminuída ao absorverem matéria desorganizada, a descoberta da radiação de Hawking mostrou que estes fenômenos também obedecem à lei da termodinâmica.

No caso dos seres vivos, a natureza realmente constrói arranjos moleculares mais organizados (com menor entropia) que o estado original da matéria orgânica que os compõe (pense num óvulo fecundado evoluindo em direção a um ser humano adulto)... mas essa construção sempre se dá por meio da desorganização de uma quantidade muito maior de matéria orgânica, ou seja, pela desorganização da estrutura orgânica de todos os outros seres vivos de que este ser humano se alimentou ao longo de toda a sua vida. No final das contas, a entropia do sistema como um todo aumentou, passando a ser maior que antes do surgimento daquele indivíduo.

A natureza realmente permite diminuição local de entropia (aumento da organização local), mas isto sempre ocorre às custas de um aumento (desorganização) maior em outros locais, de modo que a entropia global do sistema nunca diminui.

Assim sendo, não podemos afirmar que o desenvolvimento da vida, ou mesmo da vida inteligente, contrarie o princípio do aumento da entropia.