1
00:00:06,605 --> 00:00:10,123
Há um conceito fundamental
para a química e a física.

2
00:00:10,133 --> 00:00:12,583
Ajuda a explicar porque é
que os processos físicos

3
00:00:12,623 --> 00:00:15,273
vão num sentido e não noutro:

4
00:00:15,293 --> 00:00:16,849
porque é que o gelo derrete,

5
00:00:16,879 --> 00:00:19,279
porque é que as natas
se dissolvem no café,

6
00:00:19,299 --> 00:00:22,529
porque é que o ar se escapa
de um pneu furado.

7
00:00:22,549 --> 00:00:26,979
É a entropia, e é um conceito
muito difícil de entrar na nossa cabeça.

8
00:00:27,969 --> 00:00:31,879
A entropia é descrita com frequência
como uma medida da desordem.

9
00:00:31,879 --> 00:00:35,739
É uma imagem conveniente,
mas, infelizmente, é enganadora.

10
00:00:35,739 --> 00:00:38,511
Por exemplo, o que é mais desordenado,

11
00:00:38,511 --> 00:00:43,039
uma chávena de gelo picado
ou um copo de água à temperatura ambiente?

12
00:00:43,259 --> 00:00:45,373
A maior parte das pessoas dirá
que é o gelo,

13
00:00:45,373 --> 00:00:48,979
mas, na verdade, é o gelo
que tem menor entropia.

14
00:00:49,069 --> 00:00:52,898
Outra maneira de pensar nela
é com a ajuda das probabilidades.

15
00:00:52,898 --> 00:00:57,290
Pode ser mais complicado de perceber,
mas esperem até a assimilar

16
00:00:57,290 --> 00:01:01,260
e ficarão com uma compreensão
muito melhor da entropia.

17
00:01:01,260 --> 00:01:03,661
Considerem dois pequenos sólidos

18
00:01:03,661 --> 00:01:07,541
que são formados 
por seis ligações atómicas cada um.

19
00:01:07,541 --> 00:01:12,781
Neste modelo, a energia em cada sólido
está armazenada nas ligações.

20
00:01:12,781 --> 00:01:15,292
Podemos pensar nelas
como simples recipientes,

21
00:01:15,292 --> 00:01:20,070
que podem conter unidades inseparáveis
de energia, conhecidas por "quanta".

22
00:01:20,070 --> 00:01:24,601
Quanto mais energia tem um sólido,
mais quente está.

23
00:01:24,601 --> 00:01:29,042
Acontece que a energia pode distribuir-se
de inúmeras formas

24
00:01:29,042 --> 00:01:30,552
nos dois sólidos

25
00:01:30,552 --> 00:01:34,522
que continuam a ter a mesma quantidade
total de energia em cada um.

26
00:01:34,592 --> 00:01:38,432
Cada uma dessas opções
chama-se um "microestado".

27
00:01:38,502 --> 00:01:43,311
Para seis quanta de energia
no sólido A e dois quanta no sólido B,

28
00:01:43,341 --> 00:01:47,832

há 9702 microestados.

29
00:01:47,832 --> 00:01:52,551
Claro, os oito quanta de energia
podem ser arranjados de outro modo.

30
00:01:52,751 --> 00:01:55,813
Por exemplo, toda a energia
pode estar no sólido A

31
00:01:55,863 --> 00:01:57,833
e nenhuma no sólido B,

32
00:01:57,833 --> 00:02:00,872
ou metade em A e metade em B.

33
00:02:00,872 --> 00:02:04,154
Se considerarmos que cada microestado
é igualmente provável,

34
00:02:04,154 --> 00:02:06,794
constatamos que algumas
configurações de energia

35
00:02:06,794 --> 00:02:10,543
têm mais probabilidades
de ocorrer do que outras.

36
00:02:10,543 --> 00:02:14,184
Isso é devido ao maior número
de microestados.

37
00:02:14,184 --> 00:02:16,273
A entropia é uma medida direta

38
00:02:16,283 --> 00:02:19,943
da probabilidade de cada
configuração da energia.

39
00:02:20,043 --> 00:02:23,193
O que vemos é que
a configuração da energia

40
00:02:23,193 --> 00:02:26,843
em que a energia está mais espalhada
entre os sólidos

41
00:02:26,843 --> 00:02:28,924
é a que tem mais entropia.

42
00:02:28,924 --> 00:02:30,460
Portanto, em sentido geral,

43
00:02:30,480 --> 00:02:32,136
a entropia pode ser considerada

44
00:02:32,146 --> 00:02:34,853
como a medida desta repartição de energia.

45
00:02:34,853 --> 00:02:37,893
Uma entropia baixa significa
que a energia está concentrada.

46
00:02:37,933 --> 00:02:41,623
Uma entropia alta significa
que ela está repartida.

47
00:02:41,653 --> 00:02:45,545
Para perceber porque é que a entropia
ajuda a explicar os processos espontâneos,


48
00:02:45,585 --> 00:02:48,075
como o arrefecimento de objetos quentes,

49
00:02:48,075 --> 00:02:50,094
precisamos de observar
um sistema dinâmico

50
00:02:50,104 --> 00:02:52,434
em que a energia está em movimento.

51
00:02:52,434 --> 00:02:54,935
Na realidade, a energia
não se mantém no mesmo lugar.

52
00:02:54,935 --> 00:02:58,065
Move-se continuamente
entre as ligações vizinhas.

53
00:02:58,065 --> 00:03:00,206
À medida que a energia se desloca,

54
00:03:00,206 --> 00:03:02,955
a configuração da energia pode mudar.

55
00:03:02,955 --> 00:03:05,085
Por causa da distribuição
dos microestados,

56
00:03:05,085 --> 00:03:09,836
há 21% de hipóteses de que o sistema
venha a estar numa configuração

57
00:03:09,836 --> 00:03:13,595
em que a energia
esteja repartida ao máximo.

58
00:03:13,595 --> 00:03:17,247
Há 13% de hipóteses
que ela volte ao ponto de partida

59
00:03:17,277 --> 00:03:22,477
e 8% de hipótes de que A
obtenha mais energia.

60
00:03:22,727 --> 00:03:25,215
De novo, vemos que, como há mais formas


61
00:03:25,225 --> 00:03:28,235
de obter uma energia repartida
e uma entropia elevada

62
00:03:28,255 --> 00:03:30,026
do que uma energia concentrada,

63
00:03:30,026 --> 00:03:32,558
a enrgia tem tendência a repartir-se.

64
00:03:32,558 --> 00:03:35,509
É por isso que, se pusermos
um objeto quente ao pé de um frio,

65
00:03:35,509 --> 00:03:39,610
o frio vai aquecer 
e o quente vai arrefecer.

66
00:03:40,010 --> 00:03:41,867
Mas, mesmo neste exemplo,

67
00:03:41,867 --> 00:03:47,116
há 8% de hipóteses de que
o objeto quente fique mais quente.

68
00:03:47,136 --> 00:03:50,377
Porque é que isto
nunca acontece na vida real?

69
00:03:51,427 --> 00:03:54,177
Tem tudo a ver com a dimensão do sistema.

70
00:03:54,207 --> 00:03:58,057
Os nossos sólidos hipotéticos
só tinham seis ligações cada.

71
00:03:58,087 --> 00:04:00,348
Vamos aumentar os sólidos, em escala,

72
00:04:00,378 --> 00:04:03,588
para 6000 ligações
e 8000 unidades de energia

73
00:04:03,938 --> 00:04:07,527
e recomeçar o sistema
com três quartos da energia em A

74
00:04:07,527 --> 00:04:10,077
e um quarto em B.

75
00:04:10,127 --> 00:04:14,337
Descobrimos que a hipótese de A
adquirir espontaneamente mais energia

76
00:04:14,367 --> 00:04:16,517
é um número minúsculo.

77
00:04:17,247 --> 00:04:22,278
Os objetos do nosso quotidiano
têm muitíssimo mais partículas do que este.

78
00:04:22,308 --> 00:04:25,920
A hipótese de um objeto quente
no mundo real ficar mais quente

79
00:04:25,920 --> 00:04:28,011
é ridiculamente pequena.

80
00:04:28,011 --> 00:04:30,409
Nunca acontece.

81
00:04:30,409 --> 00:04:31,528
O gelo derrete,

82
00:04:31,528 --> 00:04:32,918
as natas misturam-se,

83
00:04:32,918 --> 00:04:34,676
e os pneus esvaziam-se

84
00:04:34,676 --> 00:04:39,542
porque esses estados têm mais energia
repartida que o seu estado original.

85
00:04:39,882 --> 00:04:43,630
Não há nenhuma força misteriosa
obrigando o sistema a uma entropia maior.

86
00:04:43,630 --> 00:04:48,928
É simplesmente que a entropia mais alta,
estatisticamente, é sempre mais provável.

87
00:04:48,928 --> 00:04:52,480
É por isso que chamamos à entropia
"a flecha do tempo".

88
00:04:52,520 --> 00:04:56,739
Se a energia tiver a oportunidade
de se difundir, difundir-se-á.