Introdução à entropia

RKA7JV - O que eu quero fazer nesse vídeo é passar a ideia geral de entropia para você. A definição típica de entropia envolve a palavra "desordem". Então, seria a desordem do sistema. Usando essa definição, qual desses escritórios você consideraria que tem maior entropia, esse aqui ou esse? Bom, usando a definição de desordem, a gente pode dizer que esse escritório é mais ordenado, e que esse aqui é mais desordenado, ele é mais bagunçado. Mas isso não significa, necessariamente, que esse escritório tenha maior entropia que esse. Porque quando a gente fala em desordem para caracterizar a entropia, a gente não está falando em bagunça. Bagunça é diferente de entropia. Deixe-me colocar isso aqui. Bagunça não é a mesma coisa que entropia. A palavra desordem, no conceito de entropia, está mais relacionada com as possibilidades que um sistema pode ter, os tipos de configuração que ele pode assumir. Vamos entender isso com o exemplo aqui embaixo. Veja só esse sisteminha aqui: eu tenho uma caixa com duas partículas. Quantos estados esse sistema pode assumir? Dois, certo? A partícula amarela pode estar em cima e a azul embaixo, ou o contrário, a azul em cima e amarela embaixo. O que acontece se eu aumentar o tamanho do meu sistema? Se eu aumentar o tamanho do meu sistema, o número de possibilidades que ele pode assumir aumenta. Se eu tenho uma caixinha maior, eu tenho mais lugares em que as partículas podem estar. Se eu tenho mais partículas, eu também tenho um maior número de combinações que podem ser feitas. Se eu aumentar ainda mais o meu sistema, se eu o tornar mais complexo ainda, veja só, as possibilidades vão aumentar muito. Aqui eu nem vou conseguir desenhar na lousa a quantidade de combinações de estados possíveis desse sistema. Então, a gente diz que esse sistema tem uma entropia maior, bem maior do que esse sistema ou esse sistema, justamente porque as possibilidades que o sistema pode assumir são muito maiores. No caso desse sisteminha com apenas duas partículas, eu consigo prever facilmente em quais estados ele pode estar, nesse ou nesse. Aqui fica um pouco mais difícil, e quando a gente passa para um sistema maior, fica muito mais difícil. Então, quando a gente fala de desordem, a gente está falando sobre o número de estados que um sistema pode ter. Então, voltando aqui para a nossa tela inicial, se eu falar que esse escritório está mais bagunçado, eu estou falando de um estado que ele pode assumir, o de bagunçado. É a mesma coisa se eu falar desse escritório, ele está mais organizado, é só um estado em que ele pode estar. Para saber qual dos dois teria mais entropia, eu teria que ver o número de objetos, o número de partículas que tem nesse escritório, e o número de partículas que tem nesse escritório, teria que ver a temperatura deles para ver qual a velocidade em que as partículas estão se movimentando. Então, a palavra desordem não tem a ver com bagunça ou com organização, mas sim com o número de possíveis estados que o sistema pode assumir. Agora que a gente já tem esse novo conceito de desordem, vamos comparar a Lua o Sol. Qual dos dois você acha que tem mais entropia? Claro que aqui eu não coloquei em escala, o Sol é muito maior do que a Lua, mas se o Sol é muito maior, isso já é um fator a mais para aumentar a entropia, porque você tem um número maior de posições em que as moléculas podem estar. Como o Sol é muito quente, as moléculas têm bastante energia e estão sempre se movimentando muito. Já a Lua é mais fria, tem um número menor de moléculas, e essas moléculas se movimentam menos. Então, o número de estados que a Lua pode assumir é muito menor em comparação ao Sol. O Sol, como sistema, tem entropia muito maior que a Lua. E isso, como eu acabei de falar, está relacionado com o número de possibilidades que o sistema pode assumir. Imagine só, se você bater uma foto agora do Sol e uma foto da Lua, e eu pedir para você me falar a posição de cada partícula da Lua e cada partícula do Sol, daqui a dois segundos. Se você tiver que fazer isso para a Lua, vai dar muito trabalho, mas para o Sol vai dar mais trabalho ainda, porque as partículas do Sol estão se movimentando muito rápido, pois é um sistema muito dinâmico. A Lua já um pouco mais estável, é um sistema com menos energia em que as moléculas estão se movimentando menos. A Lua é um sistema mais previsível. Essa é a ideia de entropia que você precisa ter em mente. O universo está constantemente caminhando para um estado com maior entropia, com maior número de possibilidades, e isso traz muitas implicações para a Física e para a Biologia. Espero que você tenha gostado do vídeo, e até o próximo!