A entropia é um conceito amplamente estudado na física e até mesmo na filosofia. Trata-se de uma forma de explicar como os fenômenos ocorrem ao nosso redor, representando o grau de desordem de um sistema. A ideia foi originalmente proposta pelo físico alemão Rudolf Clausius em meados de 1850, enquanto ele estudava os princípios da termodinâmica.
A entropia pode ser descrita de diferentes maneiras, o que leva alguns a questionarem sua validade científica. Contudo, muitos cientistas argumentam que essa percepção é equivocada e que sua existência pode até ser demonstrada por meio de medições científicas. Afinal, quase tudo no cosmos está sujeito a mudanças espontâneas que ocorrem de forma desordenada.
Por exemplo, alguns especialistas sugerem que a própria vida está ligada à entropia. Todos os seres vivos enfrentam momentos de desordem durante a jornada da vida e, inevitavelmente, ficarão doentes e deixarão de existir. O mesmo parece valer para o universo, que caminha para um colapso final — provavelmente, não estaremos mais aqui quando isso acontecer.
Alguns físicos afirmam que a entropia é inevitável, sendo um dos princípios fundamentais da natureza. Não é à toa que o termo também é usado na segunda lei da termodinâmica, que estabelece que a entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo.
Isso significa que a energia disponível se distribui de forma cada vez mais homogênea e reduz a capacidade do sistema de "realizar trabalho". Apesar de processos organizados poderem surgir em sistemas abertos, a tendência é a dissipação da energia, o que deixa a ‘organização’ mais complicada e distante com o passar do tempo.
Em outras palavras, tudo pode começar organizado e estável, mas com o tempo acabará em desordem e imprevisibilidade.
“A entropia é a medida da energia térmica de um sistema por unidade de temperatura que não pode ser convertida em trabalho útil. Como o trabalho é obtido a partir do movimento ordenado das moléculas, a entropia também representa o grau de desordem molecular ou aleatoriedade de um sistema. Esse conceito oferece uma compreensão profunda sobre a direção das mudanças espontâneas em diversos fenômenos do dia a dia”, a enciclopédia Britannica descreve.
O que é a entropia?
Embora o físico alemão Rudolf Clausius tenha cunhado o termo entropia, o estudo desse conceito começou com o engenheiro francês Sadi Carnot. Em 1824, ele publicou um livro sobre a força motriz do fogo, que abriu caminho para novos avanços na termodinâmica e explicava um pouco dessa desordem sugerida na entropia.
Na obra "Reflexões sobre a Força Motriz do Fogo", Sadi investigou o funcionamento das máquinas térmicas e demonstrou que sua eficiência depende exclusivamente da diferença de temperatura entre as fontes quente e fria, independentemente do combustível utilizado.
Décadas depois, o físico alemão Rudolf Clausius aprimorou essas ideias e formulou a Segunda Lei da Termodinâmica, quando introduziu em 1865 o conceito de entropia.
O cientista demonstrou que a energia tende a se dissipar e se tornar menos disponível, e que a entropia total de um sistema isolado nunca diminui, levando os processos naturais a um estado de equilíbrio térmico irreversível.
Ao todo, existem quatro leis da termodinâmica:
- Lei zero: define temperatura e equilíbrio térmico;
- Primeira lei: a energia se conserva e pode ser transformada;
- Segunda Lei: a entropia sempre aumenta em sistemas isolados;
- Terceira Lei: no zero absoluto, a entropia é mínima.
O conceito de entropia foi introduzido por Clausius para descrever a irreversibilidade dos processos térmicos e formalizar a Segunda Lei da Termodinâmica.
Com o tempo, essa ideia foi aplicada em diversas áreas do conhecimento. Um exemplo é o trabalho do físico norte-americano E.T. Jaynes, que utilizou a noção de entropia na teoria da informação e na formulação estatística da termodinâmica, a fim de possibilitar uma abordagem probabilística.
Na prática, a entropia explica por que as coisas tendem naturalmente a se desgastar, se espalhar ou perder organização ao longo do tempo. Imagine um cubo de gelo fora da geladeira: ele derrete porque o calor do ambiente se espalha, assim, a energia se torna mais distribuída e menos aproveitável.
Esse comportamento está intimamente ligado à Segunda Lei da Termodinâmica, que diz que a entropia de um sistema isolado sempre aumenta. Ou seja, com o tempo, tudo tende à desorganização e ao equilíbrio térmico, como acontece com o calor que se dissipa ou com um carro que não se arruma sozinho.
“A ideia de entropia oferece uma maneira matemática de representar a noção intuitiva de quais processos são impossíveis, mesmo sem violar a lei fundamental da conservação da energia. Por exemplo, um bloco de gelo colocado sobre um fogão quente certamente derrete, enquanto o fogão esfria. Esse tipo de processo é chamado de irreversível, pois nenhuma pequena mudança faria a água derretida voltar a se transformar em gelo enquanto o fogão aquece novamente”, a enciclopédia Britannica acrescenta.
Seja na física, matemática, teoria da informação ou até como metáfora em estudos de sociologia e filosofia, a entropia está associada à desordem e à irreversibilidade dos processos. No contexto social, o termo é usado para descrever a tendência à instabilidade e ao colapso de sistemas organizados. Talvez, o possível colapso da sociedade devido às mudanças climáticas tenham alguma relação com a entropia do universo.
Apesar de ter surgido para explicar a transferência de calor e a conversão de energia na termodinâmica, com o tempo, o conceito passou a ser estudado em outras áreas e se tornou fundamental em vários campos da ciência.
A energia se espalha, a organização se perde e tudo segue rumo à desordem. Será que esse processo natural da entropia pode indicar o destino do cosmos? Então, aproveite para saber como a hipótese do ‘Universo espelho’ pode explicar a inflação cósmica. Até a próxima!
