1
00:00:06,875 --> 00:00:10,293
Há um conceito fundamental
para a química e física.

2
00:00:10,293 --> 00:00:15,293
Ele ajuda a explicar por que processos
físicos acontecem de um modo e não outro:

3
00:00:15,293 --> 00:00:16,849
por que o gelo derrete,

4
00:00:16,849 --> 00:00:19,279
por que o creme espalha-se no café,

5
00:00:19,279 --> 00:00:22,529
por que o ar vaza pelo pneu furado.

6
00:00:22,529 --> 00:00:26,639
É entropia e é notavelmente
difícil entendê-la.

7
00:00:28,099 --> 00:00:31,879
A entropia é frequentemente descrita
como uma mensuração de desordem.

8
00:00:31,879 --> 00:00:35,739
Isso é uma representação conveniente,
mas, infelizmente, enganosa.

9
00:00:35,739 --> 00:00:38,511
Por exemplo, o que é mais desordenado:

10
00:00:38,511 --> 00:00:43,029
um copo de gelo moído ou um copo
de água à temperatura ambiente?

11
00:00:43,229 --> 00:00:45,373
A maioria das pessoas diriam o gelo,

12
00:00:45,373 --> 00:00:48,599
mas, na verdade, ele tem menor entropia.

13
00:00:48,939 --> 00:00:52,898
Há, então, um outro modo de pensar
sobre isso, através de probabilidade.

14
00:00:52,898 --> 00:00:57,290
Isso pode ser mais difícil para entender,
mas faça um esforço para o assimilar

15
00:00:57,290 --> 00:01:00,780
e você terá um entendimento
muito melhor de entropia.

16
00:01:01,260 --> 00:01:03,661
Considere dois sólidos pequenos

17
00:01:03,661 --> 00:01:07,541
constituídos por seis
ligações atômicas cada.

18
00:01:07,541 --> 00:01:12,741
Nesse modelo, a energia de cada sólido
é armazenada nas ligações.

19
00:01:12,741 --> 00:01:15,292
Pode-se imaginá-las
como simples recipientes,

20
00:01:15,292 --> 00:01:20,070
capazes de reter unidades indivisíveis
de energia, conhecidas como quanta.

21
00:01:20,070 --> 00:01:24,041
Quanto mais energia um sólido tem,
mais quente ele é.

22
00:01:24,601 --> 00:01:29,042
Acontece que há vários modos nos quais
a energia pode ser distribuída

23
00:01:29,042 --> 00:01:33,892
nos dois sólidos e ainda existir
a mesma energia total em cada.

24
00:01:34,412 --> 00:01:37,882
Cada uma dessas opções
é chamada de um microestado.

25
00:01:38,502 --> 00:01:43,341
Para seis quanta de energia no Sólido A
e dois quanta no Sólido B,

26
00:01:43,341 --> 00:01:47,012
há 9,702 microestados.

27
00:01:47,832 --> 00:01:52,861
Claro, há outras maneiras como os oito
quanta de energia podem ser distribuídos.

28
00:01:52,861 --> 00:01:57,833
Por exemplo, toda a energia poderia
estar no sólido A e nenhuma no B,

29
00:01:57,833 --> 00:02:00,872
ou, metade no A e metade no B.

30
00:02:00,872 --> 00:02:04,154
Se considerarmos que cada microestado
é igualmente provável,

31
00:02:04,154 --> 00:02:06,794
podemos ver que algumas
configurações de energia

32
00:02:06,794 --> 00:02:09,923
têm maior probabilidade
de ocorrência do que outras.

33
00:02:10,423 --> 00:02:13,684
Isso é devido a seus maiores
números de microestados.

34
00:02:14,184 --> 00:02:19,203
Entropia é a medida direta da cada
probabilidade de configuração energética.

35
00:02:20,143 --> 00:02:23,193
O que vemos é
que a configuração energética,

36
00:02:23,193 --> 00:02:28,363
na qual a energia é mais dispersa entre
os sólidos, tem a entropia mais alta.

37
00:02:28,724 --> 00:02:30,474
Então, de modo geral,

38
00:02:30,474 --> 00:02:34,853
pode-se pensar em entropia
como uma medição da energia dispersa.

39
00:02:34,853 --> 00:02:37,893
Baixa entropia significa
que a energia está concentrada.

40
00:02:37,893 --> 00:02:41,083
Alta entropia significa que está dispersa.

41
00:02:41,623 --> 00:02:45,765
Para observar por que a entropia é útil
para explicar processos espontâneos,

42
00:02:45,765 --> 00:02:48,075
como objetos quentes se esfriando,

43
00:02:48,075 --> 00:02:52,434
precisamos analisar um sistema dinâmico,
no qual a energia se move.

44
00:02:52,434 --> 00:02:54,935
Na verdade, a energia não fica parada.


45
00:02:54,935 --> 00:02:58,065
Está constantemente se movendo
entre ligações vizinhas.

46
00:02:58,545 --> 00:03:02,435
À medida que a energia se move,
a configuração energética pode mudar.

47
00:03:02,835 --> 00:03:05,085
Devido à distribuição dos microestados,

48
00:03:05,085 --> 00:03:09,836
há uma chance de 21% de que o sistema
estará mais tarde na configuração

49
00:03:09,836 --> 00:03:13,335
na qual a energia está
maximamente dispersa;

50
00:03:13,595 --> 00:03:17,357
há uma chance de 13%,
de que retornará ao seu ponto inicial

51
00:03:17,357 --> 00:03:21,457
e uma chance de 8% de que A irá,
na verdade, ganhar energia.

52
00:03:22,857 --> 00:03:26,935
Assim, vimos que, por existir
mais maneiras da energia dispersar-se

53
00:03:26,935 --> 00:03:30,026
e alta entropia ao invés
de energia concentrada,

54
00:03:30,026 --> 00:03:32,558
a energia tende a espalhar-se.

55
00:03:32,558 --> 00:03:35,509
Por esse motivo, ao colocar
um objeto quente perto de um frio,

56
00:03:35,509 --> 00:03:39,500
o objeto frio irá aquecer-se
e o quente esfriar-se.

57
00:03:40,420 --> 00:03:43,887
Mas, mesmo nesse exemplo,
há uma chance de 8%

58
00:03:43,887 --> 00:03:47,116
do objeto quente ficar mais quente.

59
00:03:47,116 --> 00:03:50,027
Por que isso nunca acontece na vida real?

60
00:03:51,427 --> 00:03:54,177
Isso está puramente relacionado
ao tamanho do sistema.

61
00:03:54,177 --> 00:03:58,057
Nossos sólidos hipotéticos
tinham apenas seis ligações cada.

62
00:03:58,057 --> 00:04:03,618
Vamos aumentar os sólidos para
6 mil ligações e 8 mil unidades de energia

63
00:04:03,618 --> 00:04:07,527
e começar o sistema, novamente,
com três-quartos de energia em A

64
00:04:07,527 --> 00:04:09,447
e um-quarto em B.

65
00:04:09,867 --> 00:04:14,337
Agora, podemos ver que a chance de A
espontaneamente adquirir mais energia

66
00:04:14,337 --> 00:04:16,707
é esse número minúsculo.

67
00:04:17,247 --> 00:04:22,308
Objetos comuns do dia a dia têm
infinitamente mais partículas do que isso.

68
00:04:22,308 --> 00:04:25,920
A chance de um objeto quente, 
na vida real, ficar mais quente,

69
00:04:25,920 --> 00:04:28,011
é absurdamente pequena,

70
00:04:28,011 --> 00:04:30,319
simplesmente, nunca acontece.

71
00:04:30,319 --> 00:04:31,528
O gelo derrete,

72
00:04:31,528 --> 00:04:32,918
o creme se mistura

73
00:04:32,918 --> 00:04:34,676
e pneus murcham,

74
00:04:34,676 --> 00:04:39,282
pois esses estados têm mais energia
dispersa do que seus estados iniciais.

75
00:04:39,942 --> 00:04:43,630
Não há força misteriosa empurrando
o sistema para maior entropia.

76
00:04:43,630 --> 00:04:48,608
Simplesmente, maior entropia é sempre
estatisticamente mais provável.

77
00:04:48,608 --> 00:04:52,480
É por isso que entropia
tem sido chamada de seta do tempo.

78
00:04:52,480 --> 00:04:56,739
Se a energia tiver oportunidade
de espalhar-se, assim o fará.