Energia e entropia

Este artigo Ă© uma sinopse do material sobre energia e entropia do livro "A Batalha do Buraco Negro".





A energia é capaz de mudar sua forma. Cinética, potencial, química, elétrica, nuclear e térmica são apenas algumas das formas de energia. Ele muda constantemente de uma forma para outra, mas uma coisa não muda: a soma total de todas as formas de energia nunca muda.





Vejamos um exemplo. Levantar um objeto enorme, por exemplo, uma pedra atĂ© uma colina. Antes de começar a aumentar, vocĂȘ pode se refrescar com comida. ApĂłs erguer a pedra, solte-a e, sob a influĂȘncia da gravidade, ela rola para baixo. Consequentemente, a energia quĂ­mica (alimento) Ă© convertida em energia potencial e, em seguida, em energia cinĂ©tica. Mas o que acontece com a energia cinĂ©tica quando a pedra rola e para? Ele se transforma em calor, parte do qual foi para a atmosfera, parte para o solo. Ciclo completo: quĂ­mico => potencial => cinĂ©tico => tĂ©rmico.





Einstein mostrou que massa Ă© energia. Ao afirmar isso, ele quis dizer que todo objeto contĂ©m energia latente que pode ser extraĂ­da mudando sua massa. Por exemplo, um nĂșcleo de urĂąnio decai espontaneamente em um nĂșcleo de tĂłrio e hĂ©lio. Juntos, eles pesam um pouco menos que o urĂąnio original. Esse excesso de massa Ă© convertido em energia cinĂ©tica dos nĂșcleos de tĂłrio e hĂ©lio, bem como de vĂĄrios fĂłtons. Quando os ĂĄtomos ficam mais lentos e os fĂłtons sĂŁo absorvidos, o excesso de energia se transforma em calor.





A energia térmica é a mais misteriosa de todas. Antes do advento da moderna teoria molecular do calor, físicos e químicos o consideravam uma substùncia que se comporta como um líquido. Imaginou-se que flui de objetos quentes para frios, resfriando os quentes e aquecendo os frios.





Mas o calor Ă© uma forma de energia. Para ilustrar isso, vamos fazer um experimento mental. Se vocĂȘ encolher para o tamanho de uma molĂ©cula em ĂĄgua quente, poderĂĄ ver como as molĂ©culas de ĂĄgua colidem aleatoriamente e rapidamente umas com as outras. Se a ĂĄgua começar a esfriar, as molĂ©culas se moverĂŁo mais lentamente. Se resfriadas ao ponto de congelamento, as molĂ©culas se combinam para formar um cristal sĂłlido. Mesmo assim, eles hesitam. Se toda a energia for retirada, as molĂ©culas param de vibrar (se vocĂȘ nĂŁo levar em consideração as flutuaçÔes quĂąnticas) e, neste caso, a temperatura atingirĂĄ zero Kelvin absoluto ou menos 273,15 graus Celsius.





O princípio de conservação de energia durante suas transformaçÔes entre as diferentes formas é chamado de primeira lei da termodinùmica .





Entropia

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