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Segunda lei da termodinâmica - I
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A Segunda Lei da Termodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica é na verdade uma generalização do princípio de conservação da energia, incorporando no balanço energético a quantidade de energia trocada entre o sistema e a vizinhança na forma de calor. Esta lei no entanto não contém restrições quanto à direção do fluxo de energia entre o sistema e a sua vizinhança. Por exemplo, esta lei permite tanto a passagem de energia na forma de calor de um corpo de temperatura maior a outro de temperatura menor quanto no sentido inverso. Mas na natureza observa-se que é possível a passagem espontânea de energia na forma de calor apenas de um corpo de temperatura maior a outro de temperatura menor, como pode ser acompanhado da experiência abaixo descrita:
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Imagine dois copos de alumínio, um com 1 litro de água a 80oC e outro com 1 litro de água a 20oC. Encostando um copo no outro, a água quente esfriará e a água fria esquentará, até que ambas atinjam uma temperatura média de 50oC:
Poderíamos imaginar a situação inversa: o calor passaria, espontaneamente, para os copos de alumínio, reestabelecendo a situação original. Será que isto acontece ou não?
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Estamos em dúvida, não sabemos ao certo o que pode ocorrer neste caso, não é mesmo? Para não termos mais dúvidas, vamos considerar uma outra experiência, para então poder responder à questão acima apresentada. Na caixa apresentada ao lado, há, de um lado um gás e do outro, vácuo. Se retirarmos a separação veremos o gás se espalhar e ocupar todo o volume da caixa. Será que se você ficar com a partição na mão, o gás voltará a se concentrar só de um lado da caixa? Quando isso acontecer, você reporá a partição, restabelecendo a situação original. Mas será que isto de fato acontece?
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Podemos citar inúmeros processos como esses: copos que se quebram ao cair no chão, pilhas de lanterna que se descarregam, gelo que se derrete dentro de um copo de refrigerante, e muitos outros.
O que todos esses processos têm em comum é que podem ocorrer em um sentido, mas não ocorrem, espontaneamente, no sentido oposto. São processos de mão única. Em termos mais técnicos, eles são chamados de processos irreversíveis, pois não revertem espontaneamente:
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Os dois experimentos apresentados são exemplos de processos irreversíveis e, portanto, por mais que esperemos, não vão ocorrer no sentido inverso, ou seja, o restabelecimento de suas situações originais é impossível. Isto é o mesmo que ocorre, quando você queima um pedaço de papel. Depois de queimado é impossível tê-lo de volta na forma original.
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