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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.

Movimento perpétuo com refrigerante e cerveja?!

Primeiro assista o vídeo abaixo.

E aí?! Funciona?
Resposta simples e direta. Não!
Este sistema é conhecido como ‘Frasco de Robert Boyle’ ou então ‘Bacia capilar’. Que pela concepção original deveria ser uma ‘máquina’ de movimento perpétuo, causado pelo fluxo de líquido por meio do tubo inferior que se torna cada vez mais fino. O tubo quase capilar causaria uma subida do líquido pelo efeito da capilaridade, caindo então na fonte original.
Um dos motivos da impossibilidade é que um líquido tende a permanecer no mesmo nível, independente da forma do frasco. Dada aqui a ressalva para o caso de um líquido estático.
Mas, e o efeito da subida de um líquido ascensão capilar? Nesta suposição o mesmo princípio da subida do líquido pelo capilar impediria a sua saída pela ponta superior. Inutilizando o funcionamento do suposto movimento perpétuo.
No vídeo o refrigerante e a cerveja parecem funcionar muito bem! O que está acontecendo?
A primeira tentação é tentar explicar o movimento do refrigerante ou cerveja pela geração de bolhas dentro do tubo. Esse borbulhamento poderia ajudar no fluxo do líquido pelo sistema. Mesmo que isso funcionasse, o feito terminaria rapidamente após saída do gás do refrigerante ou cerveja. Bem pouco para um sistema que deseja ser perpétuo.
Na verdade o vídeo acima foi fraudado! O fluxo de líquido é ajudado por um pequeno motor escondido. Observe que na imagem abaixo, por volta de 2 minutos de vídeo, é possível visualizar o fio que alimenta o sistema de bombeamento.
falso sistema de movimento perpétuo

Veja no vídeo abaixo uma tentativa de repetir o experimento.

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

Exotérmico – a definição


Um processo ou reação, é dito exotérmico quando libera energia térmica ao ocorrer.

A Professora Sam Tang faz uma demonstração de reação exotérmica com uma mistura de óxido de cálcio e água, resultando em formação de hidróxido de cálcio e aumento de temperatura registrada por meio de um termômetro.

Veja esta reação e mais informações no vídeo abaixo. Com legendas em português, que podem ser ativadas clicando no play e depois no botão CC.

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

Osmose e termodinâmica estatística – Aula no MIT


Nesta aula, de número 24, o professor inicia com considerações sobre a osmose e com uma dedução da equação que representa a pressão osmótica.
Também dois exemplos são utilizados para dar uma dimensão dos valores presentes em medidas de pressão osmótica.
Numa segunda parte da aula, inicia com observações sobre a termodinâmica estatística, e em como é importante o conhecimento do objeto de estudo de uma forma macro e microscópica.

Aula em inglês.