Por que a entropia aumenta com a elevação da temperatura?
Passo 1
Vamos lá! A questão pergunta por que a entropia aumenta quando a temperatura sobe. Vamos usar conceitos de Termodinâmica para entender isso. Precisaremos saber o que é entropia, como ela se relaciona com a temperatura e quais fórmulas básicas nos ajudam a explicar esse comportamento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é entropia. Entropia, representada pela letra
, é uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema. Quanto mais desordenado for um sistema, maior será sua entropia. Por exemplo, um gás espalhado em um recipiente tem maior entropia do que quando está comprimido.
Passo 3
Agora, vamos conectar temperatura com entropia. A temperatura (
) é uma medida da energia térmica média das partículas em um sistema. Quando a temperatura aumenta, as partículas ganham mais energia e se movem mais rapidamente.
Passo 4
Com esse aumento na energia e no movimento das partículas, a desordem do sistema também aumenta. Isso acontece porque as partículas passam a se organizar de forma menos estruturada, aumentando a aleatoriedade. Esse aumento na desordem significa que a entropia (
) também está aumentando.
Passo 5
Além disso, temos uma relação importante na termodinâmica que liga entropia (
), calor (
) e temperatura (
):
Essa fórmula mostra que para uma quantidade de calor
adicionada ao sistema, a variação da entropia
é inversamente proporcional à temperatura
. Porém, se a temperatura aumenta enquanto
também aumenta, a entropia total do sistema tende a aumentar.
Resposta
Portanto, a entropia aumenta com a elevação da temperatura porque, ao aquecer um sistema, as partículas ganham mais energia, se movem de forma mais aleatória e desordenada, elevando assim o grau de desordem e, consequentemente, a entropia.
Exercícios relacionados
Suponha que um amigo the tenham contado sobre o seguinte evento extraordinário: um bloco de metal que pesa 500 g foi visto subindo espontaneamente da mesa em que repousava até uma altura de
acima da mesa. Seu amigo declarou que o metal havia absorvido energla térmica da mesa, que fol então utilizada contra a atraçäo gravitacional para fazê-lo subir.
(a) esse processo viola a primeira lei da termodinâmica? Explique.
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De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a entropia de um processo em um sistema isolado deve sempre aumentar. Por outro lado, sabe-se que a entropia de sistemas vivos permanece pequena. (Por exemplo, a sintese de moléculas de proteína altamente complexas a partir de aminoácidos individuais ef um processo que leva a diminuição na entropia.) A segunda lel năo ê vâlida para sistemas vivos? Explique.
Determine a probabilidade de todas as moléculas de um gás serem encontradas na metade de um recipiente quando o gás consistir de:
(a) 1 molécula.
(a) 1 molécula.
Suponha que um amigo the tenham contado sobre o seguinte evento extraordinário: um bloco de metal que pesa 500 g foi visto subindo espontaneamente da mesa em que repousava até uma altura de
acima da mesa. Seu amigo declarou que o metal havia absorvido energla térmica da mesa, que fol então utilizada contra a atraçäo gravitacional para fazê-lo subir.
(b) esse processo viola a segunda lei da termodinâmica? Explique.
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