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Entropia

Química

A entropia (S) é uma grandeza termodinâmica que mede a desordem de um sistema e a espontaneidade dos processos físicos.
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A grandeza termodinâmica denominada entropia, simbolizada pela letra S, está relacionada ao grau de organização de um sistema. Quanto maior a desordem do sistema, maior a entropia.

Por exemplo, imagine que coloquemos o cloreto de sódio (NaCl) em água. O que ocorre é a sua dissociação iônica, liberando íons na água, conforme mostrado abaixo:

1 NaCl(s) → 1 Na+(aq) + 1 Cl-(aq)

Observe que 1 mol de moléculas do sal dá origem a 2 mol de íons dissociados. Os íons em solução estão mais desorganizados que no sólido, o que quer dizer que a entropia desse sistema aumentou.

A variação da entropia, ∆S, é medida por:

Relação entre a entropia e a desordem de um sistema

A entropia e a desordem de um sistema têm a ver com a espontaneidade de processos físicos. Se a entropia e a desordem aumentam, quer dizer que o processo é espontâneo. Por exemplo, considere a queda de um copo de vidro, esse é um processo espontâneo, em que a desordem do sistema aumenta. O processo contrário, isto é, os cacos do copo quebrado subirem sozinhos e recuperarem o copo, não ocorre, não é espontâneo e é irreversível.

A queda de copo de vidro é um processo irreversível

Outro caso é a queda d’água de barragens, que é um processo espontâneo; neste caso podemos concluir que a entropia aumenta. No entanto, a água retornar sozinha para o alto da barragem não é espontâneo, seria necessária uma ação externa, como uma bomba d’água para realizar isso. E se fosse possível, a entropia iria diminuir.

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 Portanto, em qualquer processo natural a entropia do Universo ou do sistema sempre aumenta.

A variação da entropia também pode ser medida, em sistemas isotérmicos (de mesma temperatura) pela seguinte equação:

 Fórmula matemática de cálculo da variação da entropia

Em que:

qrev = energia de forma reversível como calor;
 T = temperatura.

Visto que a variação da entropia é diretamente proporcional à temperatura, temos que em temperaturas mais baixas, a desorganização será menor, e vice versa

Outra forma de se calcular a variação da entropia é relacionando-a com o calor:

Fórmula matemática de relação entre a variação da energia e a variação da entropia

A variação da entropia é diretamente proporcional à variação da energia, sendo que essa proporcionalidade é dada pela temperatura T.

Segundo Lord Kelvin (William Thomson, 1824-1907), é impossível construir uma máquina térmica em que todo o calor da fonte seja usado integralmente em trabalho, ou seja, seu rendimento nunca será de 100%. A energia que é dissipada na forma de calor se transforma em entropia, aumentando a desordem do sistema.

 Temos então que o aumento da entropia é muito importante, pois sem ele nada aconteceria, ele é responsável pela ocorrência dos fenômenos. Isso tem relação com o significado da palavra “entropia”, que vem do grego en, que significa “em” e tropêe, que é “mudança”.


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

A queda d’água em uma cachoeira é um processo natural e espontâneo, no qual a entropia aumenta
A queda d’água em uma cachoeira é um processo natural e espontâneo, no qual a entropia aumenta

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Entropia"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/entropia.htm. Acesso em 20 de novembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

(UEL PR) Das alternativas abaixo, qual representa a mudança de estado físico que ocorre em consequência do aumento da entropia do sistema?

a) CO2(g) → CO2(s)

b) CO2(l) → CO2(g)

c) CH3OH(l) → CH3OH(s)

d) CH3OH(g) → CH3OH(l)

e) H2O(g) → H2O(l)

Questão 2

(UFPI) Assinale a alternativa que está incorreta no que concerne à entropia:

a) a entropia de gases é geralmente maior que a dos líquidos e a entropia de líquidos é geralmente maior que a dos sólidos;

b) a entropia normalmente aumenta quando um líquido puro ou sólido dissolve em um solvente;

c) a entropia aumenta quando um gás dissolvido escapa de uma solução;

d) a entropia do universo está aumentando continuamente;

e) a entropia de um processo complexo é a soma das entalpias simples desse processo.

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