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Estruturas cristalinas e leis da termodinâmica

cristalização e termodinâmica

No vídeo abaixo, do canal ‘The Royal Institution’, você poderá ver um pouco mais sobre a curiosa relação entre os cristais e a termodinâmica.

A cristalização parece ir contra a consideração de aumento de entropia (desordem); mas na verdade o processo de cristalização normalmente libera calor, gerando um aumento global na entropia (desordem).

Vídeo com legenda em português.

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

Conservação da energia e a impossibilidade do moto perpétuo

Dianna segura um pássaro sedento
Dianna Cowern, do canal Physics Girl, faz o clássico desafio “E eu dissesse para você que construí uma máquina que cria energia!?”. Rapidamente um conhecedor das leis da termodinâmica diria que é impossível criar energia (Primeira lei da termodinâmica).

Entre as primeiras tentativas de construir máquinas de movimento perpétuo estavam as rodas desequilibradas, e Dianna demonstra que o atrito e o deslocamento do centro de massa da roda são os primeiros empecilhos que alguém encontraria ao tentar construir um moto perpétuo deste estilo.

O tradicional brinquedo do ‘pássaro sedento’ serve como explicação de que algo que aparentemente funcionaria de forma perpétua na verdade é dependente de pequenas diferenças de temperatura causadas pela evaporação da água. E isso não é um moto perpétuo, é uma máquina térmica.

Vídeo com legenda em português. Veja como ativar a exibição da legenda do vídeo.

Se você tem interesse em conhecer diversos dispositivos de tentativas (desastradas) de construir máquinas de movimento perpétuo, visite http://www.feiradeciencias.com.br/sala25/index25.asp.

Ah… a palavra ‘moto’ é um sinônimo de ‘movimento’; e não tem relação com motocicletas. 😉

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

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.