{"id":48432,"date":"2019-11-10T12:20:14","date_gmt":"2019-11-10T11:20:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-entropia-definicao\/"},"modified":"2020-01-29T10:40:19","modified_gmt":"2020-01-29T09:40:19","slug":"o-que-e-entropia-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-entropia-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Entropia – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Na f\u00edsica, a entropia \u00e9 uma medida quantitativa de desordem, ou da energia em um sistema para fazer o trabalho.\u00a0Segundo Clausius, a entropia foi definida atrav\u00e9s da mudan\u00e7a na entropia S de um sistema.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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O que \u00e9 entropia<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Na termodin\u00e2mica e na f\u00edsica estat\u00edstica, a\u00a0entropia<\/strong>\u00a0\u00e9 uma medida quantitativa de desordem ou da energia em um sistema para realizar o trabalho.Na f\u00edsica estat\u00edstica, a entropia \u00e9 uma medida do dist\u00farbio de um sistema.\u00a0A que desordem se refere \u00e9 realmente o\u00a0n\u00famero de configura\u00e7\u00f5es microsc\u00f3picas<\/strong>\u00a0,\u00a0W<\/strong>\u00a0, que um sistema termodin\u00e2mico pode ter quando em um estado especificado por determinadas vari\u00e1veis \u200b\u200bmacrosc\u00f3picas (\u00a0volume<\/a>\u00a0,\u00a0energia<\/a>\u00a0,\u00a0press\u00e3o<\/a>\u00a0e\u00a0temperatura<\/a>\u00a0).\u00a0Por “estados microsc\u00f3picos”, queremos dizer os estados exatos de todas as mol\u00e9culas que comp\u00f5em o sistema.<\/p>\n

Matematicamente, a defini\u00e7\u00e3o exata \u00e9:<\/p>\n

Entropia = (constante k de Boltzmann) x logaritmo do n\u00famero de estados poss\u00edveis<\/strong><\/p>\n

S = k\u00a0B<\/sub>\u00a0logW<\/strong><\/em><\/p>\n

Essa equa\u00e7\u00e3o, que relaciona os detalhes microsc\u00f3picos, ou microestados, do sistema (via\u00a0W<\/em>\u00a0) ao seu estado macrosc\u00f3pico (via\u00a0entropia\u00a0S<\/em><\/strong>\u00a0), \u00e9 a id\u00e9ia principal da mec\u00e2nica estat\u00edstica.\u00a0Em um sistema fechado, a entropia nunca diminui; portanto, no universo, a entropia est\u00e1 aumentando irreversivelmente.\u00a0Em um sistema aberto (por exemplo, uma \u00e1rvore em crescimento), a entropia pode diminuir e a ordem pode aumentar, mas apenas \u00e0 custa de um aumento na entropia em outro lugar (por exemplo, no Sol).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\n[snippet xyz-ihs = \u201ddifus\u00e3o\u201d]A ordem est\u00e1 diminuindo.<\/p>\n

A entropia est\u00e1 aumentando.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Unidades de Entropia<\/span><\/h2>\n

O SI\u00a0<\/span>unidade de entropia<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9\u00a0<\/span>J \/ K<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Segundo Clausius, a entropia foi definida atrav\u00e9s da mudan\u00e7a na entropia S de um sistema.\u00a0A mudan\u00e7a na entropia S, quando uma quantidade de calor Q \u00e9 adicionada a ela por um processo revers\u00edvel a temperatura constante, \u00e9 dada por:<\/span><\/p>\n

\"Equa\u00e7\u00e3o<\/a><\/p>\n

Aqui\u00a0<\/span>Q<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 a\u00a0<\/span>energia transferida<\/span><\/strong>\u00a0como calor para ou do sistema durante o processo, e T \u00e9 a temperatura do sistema em Kelvins durante o processo.\u00a0Se assumirmos um\u00a0<\/span>processo isot\u00e9rmico<\/span><\/strong>\u00a0revers\u00edvel\u00a0, a altera\u00e7\u00e3o total da entropia \u00e9 dada por:<\/span><\/p>\n

\u2206S = S\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0– S\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0= Q \/ T<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Nesta equa\u00e7\u00e3o, o\u00a0<\/span>quociente Q \/ T<\/span><\/strong>\u00a0est\u00e1 relacionado ao aumento do dist\u00farbio.\u00a0Uma temperatura mais alta significa maior aleatoriedade de movimento.\u00a0Em temperaturas mais baixas, a adi\u00e7\u00e3o de calor Q causa um aumento fracion\u00e1rio substancial no movimento molecular e na aleatoriedade.\u00a0Por outro lado, se a subst\u00e2ncia j\u00e1 estiver quente, a mesma quantidade de calor Q adiciona relativamente pouco ao maior movimento molecular.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Exemplo: altera\u00e7\u00e3o de entropia no gelo derretido<\/span><\/h2>\n

Calcule a\u00a0<\/span>varia\u00e7\u00e3o na entropia<\/span><\/strong>\u00a0de 1 kg de gelo a 0 \u00b0 C, quando derretida reversivelmente em \u00e1gua a 0 \u00b0 C.<\/span><\/p>\n

Por se tratar de um processo isot\u00e9rmico, podemos usar:<\/span><\/p>\n

\u2206S = S\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0– S\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0= Q \/ T<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

portanto, a altera\u00e7\u00e3o da entropia ser\u00e1:<\/span><\/p>\n

\u2206S = 334 [kJ] \/ 273,15 [K] =\u00a0<\/span>1,22 [kJ \/ K]<\/span><\/strong><\/p>\n

onde s\u00e3o necess\u00e1rios 334 quilojoules de calor para derreter 1 kg de gelo (calor latente de fus\u00e3o = 334 kJ \/ kg) e esse calor \u00e9 transferido para o sistema a 0 \u00b0 C (273,15 K).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Entropia espec\u00edfica<\/span><\/h2>\n

A entropia pode ser transformada em uma\u00a0vari\u00e1vel\u00a0<\/span>intensiva<\/span><\/strong>\u00a0ou\u00a0<\/span>espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0dividindo-se pela massa.\u00a0Os engenheiros usam mais a entropia espec\u00edfica na an\u00e1lise termodin\u00e2mica do que a pr\u00f3pria entropia.\u00a0A entropia espec\u00edfica de uma subst\u00e2ncia \u00e9 a sua entropia por unidade de massa.\u00a0\u00c9 igual \u00e0 entropia total (S) dividida pela massa total (m).<\/span><\/p>\n

s = S \/ m<\/span><\/p>\n

Onde:<\/span><\/p>\n

s = entropia espec\u00edfica (J \/ kg)<\/span><\/p>\n

S = entropia (J)<\/span><\/p>\n

m = massa (kg)<\/span><\/p>\n

\"Diagrama<\/a>
Diagrama Ts do ciclo de Rankine<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

A entropia quantifica a energia de uma subst\u00e2ncia que n\u00e3o est\u00e1 mais dispon\u00edvel para realizar um trabalho \u00fatil.\u00a0Como a entropia diz muito sobre a utilidade de uma quantidade de calor transferida na execu\u00e7\u00e3o do trabalho, as\u00a0<\/span>tabelas de vapor<\/span><\/a>\u00a0incluem valores de\u00a0<\/span>entropia espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0(s = S \/ m) como parte das informa\u00e7\u00f5es tabuladas.<\/span><\/p>\n

Em geral, a entropia espec\u00edfica \u00e9 uma propriedade de uma subst\u00e2ncia, como press\u00e3o, temperatura e volume, mas n\u00e3o pode ser medida diretamente.\u00a0Normalmente, a entropia de uma subst\u00e2ncia \u00e9 dada com rela\u00e7\u00e3o a algum valor de refer\u00eancia.\u00a0Por exemplo, a entropia espec\u00edfica de \u00e1gua ou vapor \u00e9 dada usando a refer\u00eancia de que a\u00a0<\/span>entropia espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0da \u00e1gua \u00e9\u00a0<\/span>zero<\/span><\/strong>\u00a0a\u00a0<\/span>0,01 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>press\u00e3o atmosf\u00e9rica normal<\/span><\/strong>\u00a0, onde s = 0,00 kJ \/ kg.\u00a0O fato de o valor absoluto da entropia espec\u00edfica ser desconhecido n\u00e3o \u00e9 um problema, no entanto, porque \u00e9 a mudan\u00e7a na entropia espec\u00edfica (\u2206s) e n\u00e3o o valor absoluto que \u00e9 importante nos problemas pr\u00e1ticos.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Diagramas de entropia de temperatura – Diagramas Ts<\/span><\/h2>\n

Em geral, as fases de uma subst\u00e2ncia e os relacionamentos entre suas propriedades s\u00e3o mais comumente mostrados nos\u00a0<\/span>diagramas de propriedades<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Um grande n\u00famero de propriedades diferentes foi definido e existem algumas depend\u00eancias entre as propriedades.<\/span><\/p>\n

Um\u00a0<\/span>diagrama de entropia de temperatura<\/span><\/strong>\u00a0(\u00a0diagrama\u00a0<\/strong><\/span>Ts<\/span><\/strong>\u00a0) \u00e9 o tipo de diagrama mais frequentemente usado para analisar os ciclos do sistema de transfer\u00eancia de energia.\u00a0\u00c9 usado na termodin\u00e2mica para visualizar altera\u00e7\u00f5es de temperatura e entropia espec\u00edfica durante um processo ou ciclo termodin\u00e2mico.<\/span><\/p>\n

Isso ocorre porque o\u00a0<\/span>trabalho<\/span><\/strong>\u00a0realizado pelo ou no sistema e o\u00a0<\/span>calor adicionado<\/span><\/strong>\u00a0ou\u00a0<\/span>removido<\/span><\/strong>\u00a0do sistema podem ser visualizados no\u00a0<\/span>diagrama Ts<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Pela defini\u00e7\u00e3o de entropia, o\u00a0<\/span>calor<\/span><\/strong>\u00a0transferido para ou de um sistema \u00e9 igual \u00e0\u00a0<\/span>\u00e1rea sob a curva Ts<\/span><\/strong>\u00a0do processo.<\/span><\/p>\n

dQ = TdS<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Um\u00a0<\/span>processo isentr\u00f3pico<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 representado como uma\u00a0<\/span>linha vertical<\/span><\/strong>\u00a0em um diagrama Ts, enquanto um processo isot\u00e9rmico \u00e9 uma linha horizontal.\u00a0Em um estado idealizado, a compress\u00e3o \u00e9 uma bomba, a compress\u00e3o em um compressor e a expans\u00e3o em uma turbina s\u00e3o processos isentr\u00f3picos.\u00a0Portanto, \u00e9 muito \u00fatil em engenharia de energia, porque esses dispositivos s\u00e3o usados \u200b\u200bem ciclos termodin\u00e2micos de usinas de energia.<\/span><\/p>\n

Observe que, as premissas isentr\u00f3picas s\u00e3o aplic\u00e1veis \u200b\u200bapenas aos ciclos ideais.\u00a0Ciclos termodin\u00e2micos reais t\u00eam perdas de energia inerentes devido \u00e0 inefici\u00eancia de compressores e turbinas.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Irreversibilidade dos processos naturais<\/span><\/h2>\n

De acordo com a segunda lei da termodin\u00e2mica:<\/span><\/strong><\/p>\n

A entropia de qualquer sistema isolado nunca diminui.\u00a0Em um processo termodin\u00e2mico natural, a soma das entropias dos sistemas termodin\u00e2micos em intera\u00e7\u00e3o aumenta. \u00a0<\/span><\/em><\/p>\n

Esta lei indica a\u00a0<\/span>irreversibilidade<\/span><\/strong>\u00a0dos\u00a0<\/span>processos naturais<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Processos revers\u00edveis s\u00e3o uma fic\u00e7\u00e3o te\u00f3rica \u00fatil e conveniente, mas n\u00e3o ocorrem na natureza.\u00a0A partir desta lei, \u00e9 imposs\u00edvel construir um dispositivo que opere em um ciclo e cujo \u00fanico efeito seja a transfer\u00eancia de calor de um corpo mais frio para um corpo mais quente.\u00a0Daqui resulta que m\u00e1quinas perp\u00e9tuas de movimento do segundo tipo s\u00e3o imposs\u00edveis.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Entropia no Absoluto Zero<\/span><\/h2>\n

De acordo com a terceira lei da termodin\u00e2mica:<\/span><\/strong><\/p>\n

A entropia de um sistema se aproxima de um valor constante, \u00e0 medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto.<\/span><\/em><\/p>\n

Com base em evid\u00eancias emp\u00edricas, essa lei afirma que a\u00a0<\/span>entropia de uma subst\u00e2ncia cristalina pura \u00e9 zero<\/span><\/strong>\u00a0no\u00a0zero\u00a0<\/strong><\/span>absoluto da temperatura<\/span><\/strong>\u00a0, 0 K e que \u00e9 imposs\u00edvel por meio de qualquer processo, n\u00e3o importa o ideal, reduzir a temperatura de um sistema para zero absoluto em um n\u00famero finito de etapas.\u00a0Isso nos permite definir um ponto zero para a energia t\u00e9rmica de um corpo.<\/span><\/p>\n

O zero absoluto \u00e9 a temperatura te\u00f3rica mais fria, na qual o movimento t\u00e9rmico de \u00e1tomos e mol\u00e9culas atinge seu m\u00ednimo.\u00a0Este \u00e9 um estado no qual a entalpia e a entropia de um g\u00e1s ideal resfriado atingem seu valor m\u00ednimo, tomado como 0.\u00a0<\/span>Classicamente<\/span><\/strong>\u00a0, esse seria um estado de\u00a0<\/span>imobilidade<\/span><\/strong>\u00a0, mas\u00a0<\/span>a<\/span><\/strong>\u00a0incerteza\u00a0qu\u00e2ntica<\/strong>\u00a0determina que as part\u00edculas ainda possuem uma\u00a0<\/span>energia finita de ponto zero<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>O zero absoluto<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 indicado como 0 K na escala Kelvin,\u00a0<\/span>-273,15 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0na escala Celsius e\u00a0<\/span>-459,67 \u00b0 F<\/span><\/strong>\u00a0na escala Fahrenheit.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Na f\u00edsica, a entropia \u00e9 uma medida quantitativa de desordem, ou da energia em um sistema para fazer o trabalho.\u00a0Segundo Clausius, a entropia foi definida atrav\u00e9s da mudan\u00e7a na entropia S de um sistema.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica O que \u00e9 entropia Na termodin\u00e2mica e na f\u00edsica estat\u00edstica, a\u00a0entropia\u00a0\u00e9 uma medida quantitativa de desordem ou da energia em … Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"\nO que \u00e9 Entropia - Defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Na f\u00edsica, a entropia \u00e9 uma medida quantitativa de desordem, ou da energia em um sistema para fazer o trabalho. Segundo Clausius, a entropia foi definida atrav\u00e9s da mudan\u00e7a na entropia S de um sistema. 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