Categoria: Físico-química

O Big Bang quebrou as leis da termodinâmica?

homem sentado em cadeiras de um auditório
A resposta curta e direta é…
Não!

Sean Carroll, físico especialista em cosmologia, comenta sobre as leis de termodinâmica, em especial sobre a primeira e segunda leis e a sua relação com o evento do Big Bang.
A segunda lei da termodinâmica, que trata do espalhamento da energia e entropia, quando percebida pela Cosmologia nos dá a informação de que no momento do Big Bang a entropia era baixa (pouco espalhamento da energia) e que vem aumentando desde então. Porque isso ocorre? Sean Carroll já avisa que não se sabe com certeza o motivo disso estar ocorrendo. É uma questão em aberto na cosmologia!

No vídeo abaixo Carroll também responde às perguntas
‘Porque o Universo iniciou em um estado de baixa entropia?’
‘Como poderiam diferir as leis da física pelas regiões de um multiverso?’
‘Existem fronteiras claras entre diferentes regiões de um multiverso?’
‘É possível detectar a presença de outros universos?’

Vídeo com legenda em português! Clique aqui e veja como exibir a legenda.

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna ( luisbrudna@gmail.com ).

Entropia e a seta do tempo

gota e número
Por que parece que o tempo passa?
Entender o que é o tempo, em termos físicos, é algo curiosamente difícil.

Talvez a entropia seja um dos fatores físicos que nos dão a sensação de que o tempo está passando – que alguns cientistas e filósofos chamam de ‘a seta do tempo’.

A entropia universal sempre continuamente aumentou desde o momento do Big Bang. Com a possibilidade de diminuição localizada de entropia, mas sempre com incremento universal. E até quando isso pode acontecer…? Veja no vídeo abaixo.

Vídeo com legendas em português. Veja como ativar a exibição.


Legenda e texto escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

O que é a Lei Zero da Termodinâmica?

imagem térmicas de copos com água
O vídeo abaixo, do canal da The Royal Society, fala sobre a importância e os fundamentos da Lei Zero da Termodinâmica.

Resumidamente, esta lei trata sobre o equilíbrio térmico, e constata que se dois sistemas termodinâmicos estão em equilíbrio com um terceiro sistema, então necessariamente estarão em equilíbrio entre si. Isto pode ser então visto a base da termometria.

Em termos históricos a primeira, segunda e terceira leis da termodinâmica foram constatadas antes da Lei Zero; que acabou recebendo este nome por ser considerada ainda mais fundamental.

Vídeo com legenda em português. Veja aqui como visualizar.

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

Dica de artigo:
REDLICH, Otto. So-called zeroth law of thermodynamics. J. Chem. Educ, v. 47, n. 11, p. 740, 1970.

Congelando água com éter

imagem térmica de tubo de ensaio
A evaporação de um líquido é um processo que demanda energia. E isso pode ser medido em laboratório e normalmente é caracterizado como entalpia de vaporização. Então diferentes líquidos têm diferentes entalpias de vaporização.

No caso da demonstração feita pela equipe do Periodic Videos a evaporação do éter (éter etílico, etoxietano ou éter dietílico) foi forçada pela passagem de nitrogênio (na fase gasosa) pelo líquido. Enquanto evaporava, o éter procurava obter do ambiente a energia necessária para essa vaporização, o que causou um considerável abaixamento de temperatura do tubo de ensaio. A temperatura caiu tanto que foi possível congelar água borrifada nas paredes externas do tubo.

Porque usar éter?
O motivo principal é por ele ter um ponto de ebulição bastante baixo, em torno de 35°C; e também por ser um solvente normalmente disponível em laboratórios de pesquisa.

O experimento foi também filmado com uma câmera sensível ao calor, e assim foi possível observar os detalhes da mudança de temperatura.

O vídeo possui legendas em português. Clique no botão CC para ativar a legenda.

Efeito semelhante pode ser percebido quando colocamos álcool etílico (álcool comum) na palma da mão e assopramos. O álcool vai absorver calor da pele ao evaporar e percebemos isso com uma sensação de gelado.

Veja também
Reação para iniciar fogo usando água

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

A entropia e a vida na Terra

entropia na terra e tudo mais
Esse vídeo, do canal Minute Physics, é uma excelente forma de aprender um pouco mais sobre a relação entre a entropia e a vida na Terra.
Além disso a explicação dá mais alguns detalhes importantes no entendimento do conceito de entropia como um todo.

Vídeo com legendas em português. Ative as legendas pelo Youtube (clicando no botão CC).

O roteiro foi feito em colaboração com o físico Sean Carrol. E a tradução para o português recebeu revisão da equipe do ‘Em Síntese´.

Veja também o vídeo abaixo (com legendas) sobre a relação entre complexidade e entropia.

Absorção de umidade pelo cloreto de cálcio

cristais brancos sobre vidro com pequenas gotas
No mercado é fácil encontrar produtos que absorvem a umidade do ambiente para minimizar o aparecimento de mofo. Uma parte desses produtos contém em sua composição do cloreto de cálcio, um sal que absorve facilmente a umidade do ar (é dito higroscópico).

Veja no vídeo abaixo como essa absorção da umidade do ar é rápida. O vídeo é um timelapse – uma sequência de centenas de fotografias – de um intervalo de 1 hora e 45 minutos de exposição do cloreto de cálcio ao ar. Rapidamente o sal começa a acumular água que vai sendo absorvida do ambiente.

O cloreto de cálcio é proposto também como uma forma de controlar a poeira em estradas de terra. A facilidade de absorção da umidade do ar faria como que a superfície ficasse úmida diminuindo o problema da poeira.

A capacidade de absorção de água pelo cloreto de cálcio é tamanha que poderia chegar a 6 vezes a sua massa quando em 85% de umidade relativa do ar.

Dicas:
– use o removedor de umidade do ambiente (para diminuir o mofo) apenas em locais restritos, como em armários ou gavetas; ou o produto absorverá água da atmosfera até saturar.
– deixe o material longe do alcance de crianças e animais; e em caso de ingestão procure imediatamente atendimento médico.
– evite o contato do cloreto de cálcio com partes metálicas pois pode levar à corrosão (mesmo sendo o líquido resultante após a absorção da umidade, pois este ainda apresenta o sal dissolvido)

Veja também
Hidróxido de sódio absorvendo água (vídeo em timelapse)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.