Entropia, nada mais é do que o grau de desordem de um sistema, representado pela letra S. Quanto maior for a desordem dentro de um sistema, maior será sua entropia. Vamos entender melhor. A entropia usa a medida J/K, ou seja, Joules por Kelvin, e é uma grandeza termodinâmica usada para mensurar o grau de irreversibilidade de um sistema. Ela busca mensurar não a energia, nem a matéria totais encerradas pelas fronteiras do sistema termodinâmico, mas como essa matéria e essa energia são armazenadas e distribuídas dentro dessas fronteiras.
Energia
A energia, em um significado técnico, não é muito diferente do usado pelas pessoas cotidianamente. É preciso, no entanto, não confundir a energia com a força, e saber que a energia pode ser conservada. Entre as formas mais comuns, podemos citar energia cinética, energia elétrica, energia química e a energia nuclear.
Entendendo a entropia
De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o trabalho pode ser totalmente convertido em calor e em seguida em energia térmica, mas essa última, jamais poderá ser completamente convertida em trabalho. A entropia, então, entra como uma forma de mensurar a parcela dessa energia que não poderá ser transformada em trabalho em transformações termodinâmicas em determinada temperatura. Precisamos, para estudar a entropia, entender que em um processo natural, a entropia do universo, ou seja, a soma da entropia do objeto com a entropia dos arredores, sempre aumenta.
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Com ela, podemos saber se um processo pode acontecer naturalmente ou não. Para isso, é preciso medir a entropia do universo, deixar o processo acontecer e observar o que acontece com a entropia total, e em seguida estudar os resultados. Se a entropia aumentar, o processo é natural e pode acontecer espontaneamente. Se diminuir, não é natural.
A entropia mínima possível corresponde à uma situação em que os átomos de uma substância encontrariam a perfeita ordem em uma estrutura cristalina perfeita. Teoricamente, isso deve ocorrer a 0 K, e em outras temperaturas, a entropia seria diferente de 0. Quando maior for a temperatura, maior será o movimento das partículas e mais ela estará desorganizada, portanto, maior será a sua entropia.
Para encontrar essa parcela de energia, fazemos o produto da entropia S pela temperatura absoluta T do sistema. A parcela que encontra-se disponível é F = U – TS da energia interna U em consideração. A parcela F pode ser convertida em trabalho e, assim como a entropia, é uma função de estado do sistema, dando origem a um potencial termodinâmico, que é a energia livre de Helmholtz do sistema.
