WEBVTT

00:00:06.875 --> 00:00:10.293
Há um conceito fundamental
para a química e física.

00:00:10.293 --> 00:00:15.293
Ele ajuda a explicar por que processos
físicos acontecem de um modo e não outro:

00:00:15.293 --> 00:00:16.849
por que o gelo derrete,

00:00:16.849 --> 00:00:19.279
por que o creme espalha-se no café,

00:00:19.279 --> 00:00:22.529
por que o ar vaza pelo pneu furado.

00:00:22.529 --> 00:00:26.639
É entropia e é notavelmente
difícil entendê-la.

00:00:28.099 --> 00:00:31.879
A entropia é frequentemente descrita
como uma mensuração de desordem.

00:00:31.879 --> 00:00:35.739
Isso é uma representação conveniente,
mas, infelizmente, enganosa.

00:00:35.739 --> 00:00:38.511
Por exemplo, o que é mais desordenado:

00:00:38.511 --> 00:00:43.029
um copo de gelo moído ou um copo
de água à temperatura ambiente?

00:00:43.229 --> 00:00:45.373
A maioria das pessoas diriam o gelo,

00:00:45.373 --> 00:00:48.599
mas, na verdade, ele tem menor entropia.

00:00:48.939 --> 00:00:52.898
Há, então, um outro modo de pensar
sobre isso, através de probabilidade.

00:00:52.898 --> 00:00:57.290
Isso pode ser mais difícil para entender,
mas faça um esforço para o assimilar

00:00:57.290 --> 00:01:00.780
e você terá um entendimento
muito melhor de entropia.

00:01:01.260 --> 00:01:03.661
Considere dois sólidos pequenos

00:01:03.661 --> 00:01:07.541
constituídos por seis
ligações atômicas cada.

00:01:07.541 --> 00:01:12.741
Nesse modelo, a energia de cada sólido
é armazenada nas ligações.

00:01:12.741 --> 00:01:15.292
Pode-se imaginá-las
como simples recipientes,

00:01:15.292 --> 00:01:20.070
capazes de reter unidades indivisíveis
de energia, conhecidas como quanta.

00:01:20.070 --> 00:01:24.041
Quanto mais energia um sólido tem,
mais quente ele é.

00:01:24.601 --> 00:01:29.042
Acontece que há vários modos nos quais
a energia pode ser distribuída

00:01:29.042 --> 00:01:33.892
nos dois sólidos e ainda existir
a mesma energia total em cada.

00:01:34.412 --> 00:01:37.882
Cada uma dessas opções
é chamada de um microestado.

00:01:38.502 --> 00:01:43.341
Para seis quanta de energia no Sólido A
e dois quanta no Sólido B,

00:01:43.341 --> 00:01:47.012
há 9,702 microestados.

00:01:47.832 --> 00:01:52.861
Claro, há outras maneiras como os oito
quanta de energia podem ser distribuídos.

00:01:52.861 --> 00:01:57.833
Por exemplo, toda a energia poderia
estar no sólido A e nenhuma no B,

00:01:57.833 --> 00:02:00.872
ou, metade no A e metade no B.

00:02:00.872 --> 00:02:04.154
Se considerarmos que cada microestado
é igualmente provável,

00:02:04.154 --> 00:02:06.794
podemos ver que algumas
configurações de energia

00:02:06.794 --> 00:02:09.923
têm maior probabilidade
de ocorrência do que outras.

00:02:10.423 --> 00:02:13.684
Isso é devido a seus maiores
números de microestados.

00:02:14.184 --> 00:02:19.203
Entropia é a medida direta da cada
probabilidade de configuração energética.

00:02:20.143 --> 00:02:23.193
O que vemos é
que a configuração energética,

00:02:23.193 --> 00:02:28.363
na qual a energia é mais dispersa entre
os sólidos, tem a entropia mais alta.

00:02:28.724 --> 00:02:30.474
Então, de modo geral,

00:02:30.474 --> 00:02:34.853
pode-se pensar em entropia
como uma medição da energia dispersa.

00:02:34.853 --> 00:02:37.893
Baixa entropia significa
que a energia está concentrada.

00:02:37.893 --> 00:02:41.083
Alta entropia significa que está dispersa.

00:02:41.623 --> 00:02:45.765
Para observar por que a entropia é útil
para explicar processos espontâneos,

00:02:45.765 --> 00:02:48.075
como objetos quentes se esfriando,

00:02:48.075 --> 00:02:52.434
precisamos analisar um sistema dinâmico,
no qual a energia se move.

00:02:52.434 --> 00:02:54.935
Na verdade, a energia não fica parada.


00:02:54.935 --> 00:02:58.065
Está constantemente se movendo
entre ligações vizinhas.

00:02:58.545 --> 00:03:02.435
À medida que a energia se move,
a configuração energética pode mudar.

00:03:02.835 --> 00:03:05.085
Devido à distribuição dos microestados,

00:03:05.085 --> 00:03:09.836
há uma chance de 21% de que o sistema
estará mais tarde na configuração

00:03:09.836 --> 00:03:13.335
na qual a energia está
maximamente dispersa;

00:03:13.595 --> 00:03:17.357
há uma chance de 13%,
de que retornará ao seu ponto inicial

00:03:17.357 --> 00:03:21.457
e uma chance de 8% de que A irá,
na verdade, ganhar energia.

00:03:22.857 --> 00:03:26.935
Assim, vimos que, por existir
mais maneiras da energia dispersar-se

00:03:26.935 --> 00:03:30.026
e alta entropia ao invés
de energia concentrada,

00:03:30.026 --> 00:03:32.558
a energia tende a espalhar-se.

00:03:32.558 --> 00:03:35.509
Por esse motivo, ao colocar
um objeto quente perto de um frio,

00:03:35.509 --> 00:03:39.500
o objeto frio irá aquecer-se
e o quente esfriar-se.

00:03:40.420 --> 00:03:43.887
Mas, mesmo nesse exemplo,
há uma chance de 8%

00:03:43.887 --> 00:03:47.116
do objeto quente ficar mais quente.

00:03:47.116 --> 00:03:50.027
Por que isso nunca acontece na vida real?

00:03:51.427 --> 00:03:54.177
Isso está puramente relacionado
ao tamanho do sistema.

00:03:54.177 --> 00:03:58.057
Nossos sólidos hipotéticos
tinham apenas seis ligações cada.

00:03:58.057 --> 00:04:03.618
Vamos aumentar os sólidos para
6 mil ligações e 8 mil unidades de energia

00:04:03.618 --> 00:04:07.527
e começar o sistema, novamente,
com três-quartos de energia em A

00:04:07.527 --> 00:04:09.447
e um-quarto em B.

00:04:09.867 --> 00:04:14.337
Agora, podemos ver que a chance de A
espontaneamente adquirir mais energia

00:04:14.337 --> 00:04:16.707
é esse número minúsculo.

00:04:17.247 --> 00:04:22.308
Objetos comuns do dia a dia têm
infinitamente mais partículas do que isso.

00:04:22.308 --> 00:04:25.920
A chance de um objeto quente, 
na vida real, ficar mais quente,

00:04:25.920 --> 00:04:28.011
é absurdamente pequena,

00:04:28.011 --> 00:04:30.319
simplesmente, nunca acontece.

00:04:30.319 --> 00:04:31.528
O gelo derrete,

00:04:31.528 --> 00:04:32.918
o creme se mistura

00:04:32.918 --> 00:04:34.676
e pneus murcham,

00:04:34.676 --> 00:04:39.282
pois esses estados têm mais energia
dispersa do que seus estados iniciais.

00:04:39.942 --> 00:04:43.630
Não há força misteriosa empurrando
o sistema para maior entropia.

00:04:43.630 --> 00:04:48.608
Simplesmente, maior entropia é sempre
estatisticamente mais provável.

00:04:48.608 --> 00:04:52.480
É por isso que entropia
tem sido chamada de seta do tempo.

00:04:52.480 --> 00:04:56.739
Se a energia tiver oportunidade
de espalhar-se, assim o fará.