0:00:06.605,0:00:10.123
Há um conceito fundamental[br]para a química e a física.

0:00:10.133,0:00:12.583
Ajuda a explicar porque é[br]que os processos físicos

0:00:12.623,0:00:15.273
vão num sentido e não noutro:

0:00:15.293,0:00:16.849
porque é que o gelo derrete,

0:00:16.879,0:00:19.279
porque é que as natas[br]se dissolvem no café,

0:00:19.299,0:00:22.529
porque é que o ar se escapa[br]de um pneu furado.

0:00:22.549,0:00:26.979
É a entropia, e é um conceito[br]muito difícil de entrar na nossa cabeça.

0:00:27.969,0:00:31.879
A entropia é descrita com frequência[br]como uma medida da desordem.

0:00:31.879,0:00:35.739
É uma imagem conveniente,[br]mas, infelizmente, é enganadora.

0:00:35.739,0:00:38.511
Por exemplo, o que é mais desordenado,

0:00:38.511,0:00:43.039
uma chávena de gelo picado[br]ou um copo de água à temperatura ambiente?

0:00:43.259,0:00:45.373
A maior parte das pessoas dirá[br]que é o gelo,

0:00:45.373,0:00:48.979
mas, na verdade, é o gelo[br]que tem menor entropia.

0:00:49.069,0:00:52.898
Outra maneira de pensar nela[br]é com a ajuda das probabilidades.

0:00:52.898,0:00:57.290
Pode ser mais complicado de perceber,[br]mas esperem até a assimilar

0:00:57.290,0:01:01.260
e ficarão com uma compreensão[br]muito melhor da entropia.

0:01:01.260,0:01:03.661
Considerem dois pequenos sólidos

0:01:03.661,0:01:07.541
que são formados [br]por seis ligações atómicas cada um.

0:01:07.541,0:01:12.781
Neste modelo, a energia em cada sólido[br]está armazenada nas ligações.

0:01:12.781,0:01:15.292
Podemos pensar nelas[br]como simples recipientes,

0:01:15.292,0:01:20.070
que podem conter unidades inseparáveis[br]de energia, conhecidas por "quanta".

0:01:20.070,0:01:24.601
Quanto mais energia tem um sólido,[br]mais quente está.

0:01:24.601,0:01:29.042
Acontece que a energia pode distribuir-se[br]de inúmeras formas

0:01:29.042,0:01:30.552
nos dois sólidos

0:01:30.552,0:01:34.522
que continuam a ter a mesma quantidade[br]total de energia em cada um.

0:01:34.592,0:01:38.432
Cada uma dessas opções[br]chama-se um "microestado".

0:01:38.502,0:01:43.311
Para seis quanta de energia[br]no sólido A e dois quanta no sólido B,

0:01:43.341,0:01:47.832
[br]há 9702 microestados.

0:01:47.832,0:01:52.551
Claro, os oito quanta de energia[br]podem ser arranjados de outro modo.

0:01:52.751,0:01:55.813
Por exemplo, toda a energia[br]pode estar no sólido A

0:01:55.863,0:01:57.833
e nenhuma no sólido B,

0:01:57.833,0:02:00.872
ou metade em A e metade em B.

0:02:00.872,0:02:04.154
Se considerarmos que cada microestado[br]é igualmente provável,

0:02:04.154,0:02:06.794
constatamos que algumas[br]configurações de energia

0:02:06.794,0:02:10.543
têm mais probabilidades[br]de ocorrer do que outras.

0:02:10.543,0:02:14.184
Isso é devido ao maior número[br]de microestados.

0:02:14.184,0:02:16.273
A entropia é uma medida direta

0:02:16.283,0:02:19.943
da probabilidade de cada[br]configuração da energia.

0:02:20.043,0:02:23.193
O que vemos é que[br]a configuração da energia

0:02:23.193,0:02:26.843
em que a energia está mais espalhada[br]entre os sólidos

0:02:26.843,0:02:28.924
é a que tem mais entropia.

0:02:28.924,0:02:30.460
Portanto, em sentido geral,

0:02:30.480,0:02:32.136
a entropia pode ser considerada

0:02:32.146,0:02:34.853
como a medida desta repartição de energia.

0:02:34.853,0:02:37.893
Uma entropia baixa significa[br]que a energia está concentrada.

0:02:37.933,0:02:41.623
Uma entropia alta significa[br]que ela está repartida.

0:02:41.653,0:02:45.545
Para perceber porque é que a entropia[br]ajuda a explicar os processos espontâneos,[br]

0:02:45.585,0:02:48.075
como o arrefecimento de objetos quentes,

0:02:48.075,0:02:50.094
precisamos de observar[br]um sistema dinâmico

0:02:50.104,0:02:52.434
em que a energia está em movimento.

0:02:52.434,0:02:54.935
Na realidade, a energia[br]não se mantém no mesmo lugar.

0:02:54.935,0:02:58.065
Move-se continuamente[br]entre as ligações vizinhas.

0:02:58.065,0:03:00.206
À medida que a energia se desloca,

0:03:00.206,0:03:02.955
a configuração da energia pode mudar.

0:03:02.955,0:03:05.085
Por causa da distribuição[br]dos microestados,

0:03:05.085,0:03:09.836
há 21% de hipóteses de que o sistema[br]venha a estar numa configuração

0:03:09.836,0:03:13.595
em que a energia[br]esteja repartida ao máximo.

0:03:13.595,0:03:17.247
Há 13% de hipóteses[br]que ela volte ao ponto de partida

0:03:17.277,0:03:22.477
e 8% de hipótes de que A[br]obtenha mais energia.

0:03:22.727,0:03:25.215
De novo, vemos que, como há mais formas[br]

0:03:25.225,0:03:28.235
de obter uma energia repartida[br]e uma entropia elevada

0:03:28.255,0:03:30.026
do que uma energia concentrada,

0:03:30.026,0:03:32.558
a enrgia tem tendência a repartir-se.

0:03:32.558,0:03:35.509
É por isso que, se pusermos[br]um objeto quente ao pé de um frio,

0:03:35.509,0:03:39.610
o frio vai aquecer [br]e o quente vai arrefecer.

0:03:40.010,0:03:41.867
Mas, mesmo neste exemplo,

0:03:41.867,0:03:47.116
há 8% de hipóteses de que[br]o objeto quente fique mais quente.

0:03:47.136,0:03:50.377
Porque é que isto[br]nunca acontece na vida real?

0:03:51.427,0:03:54.177
Tem tudo a ver com a dimensão do sistema.

0:03:54.207,0:03:58.057
Os nossos sólidos hipotéticos[br]só tinham seis ligações cada.

0:03:58.087,0:04:00.348
Vamos aumentar os sólidos, em escala,

0:04:00.378,0:04:03.588
para 6000 ligações[br]e 8000 unidades de energia

0:04:03.938,0:04:07.527
e recomeçar o sistema[br]com três quartos da energia em A

0:04:07.527,0:04:10.077
e um quarto em B.

0:04:10.127,0:04:14.337
Descobrimos que a hipótese de A[br]adquirir espontaneamente mais energia

0:04:14.367,0:04:16.517
é um número minúsculo.

0:04:17.247,0:04:22.278
Os objetos do nosso quotidiano[br]têm muitíssimo mais partículas do que este.

0:04:22.308,0:04:25.920
A hipótese de um objeto quente[br]no mundo real ficar mais quente

0:04:25.920,0:04:28.011
é ridiculamente pequena.

0:04:28.011,0:04:30.409
Nunca acontece.

0:04:30.409,0:04:31.528
O gelo derrete,

0:04:31.528,0:04:32.918
as natas misturam-se,

0:04:32.918,0:04:34.676
e os pneus esvaziam-se

0:04:34.676,0:04:39.542
porque esses estados têm mais energia[br]repartida que o seu estado original.

0:04:39.882,0:04:43.630
Não há nenhuma força misteriosa[br]obrigando o sistema a uma entropia maior.

0:04:43.630,0:04:48.928
É simplesmente que a entropia mais alta,[br]estatisticamente, é sempre mais provável.

0:04:48.928,0:04:52.480
É por isso que chamamos à entropia[br]"a flecha do tempo".

0:04:52.520,0:04:56.739
Se a energia tiver a oportunidade[br]de se difundir, difundir-se-á.