Tenho um amigo chamado MIC. O Mic não é um amigo qualquer, é um micróbio que vive aqui no laboratório dentro de um recipiente com um liquido verde. O Mic é um ser inteligente, no outro dia conversamos sobre Termodinâmica. Assim:
Eu : Mic !!!
Mic : Sim...diz lá ! Não vez que estou aqui sossegado...o que queres?
Eu : Já ouviste falar em Termodinâmica ?
Mic : Termo quê ?!!! Sei lá do que estás para aí a falar?
Eu : Mas já ouviste falar em temperatura de um corpo...
Mic : Não sei...isso tem alguma coisa a ver com cor...
Eu : Não...pode ter a ver, pode estar relacionado mas não tem nada a ver com isso agora !
Mic : Se me explicares o que é isso de temperatura...
Eu : Espera lá...
Ligo o bico de Bunsen e aqueço o recipiente onde vive o Mic. Num instante as moléculas verdes que rodeiam o Mic entram numa agitação louca, uma agitação perigosa....
Mic: Eh lá !!! Pára lá com isso. Estou a ser bombardeado por todo lado !
Eu : Ok...já parei.
Mic : Uffa...agora está mais suportável. O que fizeste?
Eu : Aqueci o liquido onde vives. Não ficou mais quente ?
Mic : Isso não sei. Sei que ficou mais perigoso. As moléculas aqui á volta andam sempre a chocar comigo. Normalmente suporto bem os choques mas de repente os choques tornaram-se mais violentos e perigosos e o movimento aumentou bastante. A isso chama-se aquecer?
Eu : Sim...pelo menos á escala microscópica. Arrefecer é o processo inverso, suponho que as moléculas ficaram mais lentas. A temperatura é uma forma de medir esta propriedade dos corpos. Quanto maior a temperatura mais quente está o corpo.
Mic : Ou seja, no meu mundo quanto maior for a temperatura maior o movimento. Então aquilo a que vocês, seres macroscópicos, chamam "temperatura", nós os pequenitos chamamos energia ! Quanto mais energia tiverem as moléculas, maior será o movimento.
Eu : Só que nós não vimos esse movimento...é curioso, quando colocamos dois corpos em contacto a temperaturas diferentes, nós dizemos que há transferência de calor. Passado algum tempo eles ficam á mesma temperatura e nós dizemos que atingiram o equilíbrio térmico. Não há mais nada a não ser passagem de um lado para o outro.
Mic: Equilíbrio térmico ? Nada disso aqui se passa. Existe sempre movimento por parte das moléculas e nem todas andam á mesma velocidade, nem todas têm a mesma energia. Se assim fosse quando o corpo está á mesma temperatura as moléculas teriam todas a mesma velocidade e nada disso acontece, percebes ?
Eu: Sim, só que nós os humanos não temos maneira de ver todas as moléculas ao mesmo tempo e muito menos calcular a energia de cada uma. Falamos por isso em propriedades medias do sistema, energia, pressão...são sempre referidos valores médios ...
Mic: Anh...a pressão também...sim está sempre a acontecer, as moléculas a chocarem contra as paredes do recipiente...
Eu : Também não temos possibilidades de medir a energia das moléculas uma a uma ...
Mic : Então, vocês também falam em energia!!
Eu : Claro. Até temos leis que definem a sua conservação. Falamos de energia interna e não a conseguimos medir directamente, calculamos apenas variações dessa energia que resultam em trocas de calor ou trabalho. Uma das leis da conservação da energia diz apenas que as variações de energia resultam das trocas de trabalho ou calor. Outra diz que a variação de energia de um sistema (num conceito mais geral onde se inclui energia interna, cinética e potencial) é igual á soma das trocas de trabalho e calor com o exterior, contando de forma positiva a energia que entra. Mas olha que demoramos muito tempo a chegar a esta conclusão !!
Mic : Nós nunca lá chegamos...
Eu : Graças a isto conseguimos construir máquinas térmicas, que funcionando por ciclos conseguem transformar calor em trabalho, mas isto não pode ser feito de qualquer maneira...
Carnot, que estudou o fenómeno, afirmou que não é possível produzir trabalho trocando calor com uma única fonte, o que é o mesmo que dizer que não se pode fazer passar calor de um corpo mais frio para um mais quente sem gastar trabalho no processo. É aquilo a que chamamos o 2º Principio da Termodinâmica...
Mic : E o 1º qual é?
Eu : É o da conservação da energia que falamos antes. Mas voltando aos ciclos de Carnot, ele imaginou uma máquina térmica perfeita que poderia andar para trás e para diante. O seu funcionamento percorria um ciclo de transformações com várias etapas, umas a temperatura constante, outras sem trocas de calor com o exterior ( isotérmicas e adiabáticas). Graças ao Ciclo de Carnot, podemos definir uma nova grandeza a entropia...
Mic: Entropia ! Nunca ouvi falar...
Eu : Quando colocamos dois corpos em contacto a diferentes temperaturas, esperamos um bocado e a temperatura fica igual.o que estou a dizer é que eles não podem voltar ao estado inicial espontaneamente. O processo é irreversível...
Mic : Curioso esse conceito de entropia..também sei o que são processos irreversíveis. Se deixares cair uma gota de tinta azul neste liquido verde, os milhões de moléculas que o compõem não demoram muito tempo a espalhar-se pelo recipiente devido aos choques entre as moléculas. O processo é irreversível. A probabilidade das moléculas de tinta azul se reunirem e voltarem a juntar é praticamente nula...nós os micróbios associamos a entropia á desordem molecular.
Eu : De certa forma tens razão...podes considerar a entropia como a desordem do sistema !
Mic: Nos sistemas isolados, processos irreversíveis são aqueles que levam á desordem maxima...Concordo com tudo o que me disseste, agora explica-me o que é a Termodinâmica ?
Eu: Termodinâmica é tudo aquilo de que estivemos a falar. Sempre que se fala em temperatura e fenómenos térmicos estamos a falar de termodinâmica. basta ver o conceito de entropia.
Mic : Para nós microbios não faz sentido falar em termodinâmica. O vosso conceito de temperatura não faz sentido na nossa escala. Nós só vimos partículas microscópicas em movimento...pra nós é mecânica. A entropia é só uma medida de ordem e de dispersão...
O que é curioso é verificar que á vossa escala tudo isto se modifica. Não fazia ideia que o choque de todas estas moleculas, com as moléculas das paredes deste recipiente desse origem a algo constante á vossa escala...aquilo a que chamaram pressão. Para nós é incompreensível. Aprecio a vossa termodinâmica, mas nós micróbios não precisamos delas, não construímos máquinas.
Eu : Ah pois...as máquinas !
Mic : Desliga lá isso que as moléculas estão aqui aos pontapés...estão a tornar-se violentas !!
Eu : Desculpa, esqueci-me.
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