A ENTROPIA é uma propriedade útil e serve como ferramenta valiosa na análise da 2ª Lei da Termodinâmica aplicada aos dispositivos de Engenharia. Ela pode ser vista como uma medida de desordem molecular ou da aleatoriedade molecular. À medida que um sistema fica mais desordenado, as posições das moléculas tornam-se menos previsíveis e a entropia aumenta.
Podemos entender o conceito de entropia tendo em mente que um sistema na fase gasosa possui uma quantidade considerável de energia cinética. Independente de quão elevadas sejam suas energias cinéticas, as moléculas de gás podem não conseguir girar uma roda de pás dentro de um recipiente para produzir trabalho, quando isso acontece, provavelmente o número de moléculas que tentam girar a roda em uma direção em determinado momento é igual ao número de moléculas tentando girá-la na direção oposta, fazenda com que a roda permaneça estática, diz-se, então, que o gás, apesar de possuir bastante energia, esta está de forma desorganizada, altamente entrópica, impossibilitando a extração de trabalho.
Da 1ª LEI DA TERMODINÂMICA, temos que a energia é sempre preservada durante um processo real, mas, da 2ª LEI DA TERMODINÂMICA, temos que a qualidade dessa energia deve diminuir. Essa diminuição da qualidade da energia é exatamente devido ao aumento da entropia. Os processos tendem a ocorrer na direção em que a entropia global aumenta.
O princípio do aumento da entropia preconiza que a entropia de um sistema isolado sempre aumenta ou, no caso limite de um processo reversível, permanece constante. Assim, a entropia gerada sempre será maior que zero em processos irreversíveis; pode ser zero em processos reversíveis, mas nunca é menor que zero. Veja bem, a variação da entropia de um sistema pode até ser negativa, mas a geração de entropia jamais poderá.
Um processo deve sempre avançar na direção compatível com o aumento de entropia, ou seja, A entropia é uma propriedade que não se conserva, e não existe um princípio de conservação da entropia, ela é conservada apenas em processos reversíveis idealizados, mas em todos os processos reais ela aumenta. Quanto mais severas as irreversibilidades presentes durante um processo, maior será a geração de entropia.
Veja que, no problema em voga, além de a pressão ter permanecido constante (processo isobárico), ele também é um processo isotérmico (temperatura se manteve em 373 K). Os processos de transferência de calor isotérmicos são considerados como internamente reversíveis. Dessa maneira, todo o calor fornecido para a substância foi utilizado para evaporá-la, não houve calor perdido por irreversibilidades.
A DIFERENÇA DE ENTROPIA entre o final e o início deve-se aos estados diferentes, a entropia, assim como todas outras propriedades, tem valores fixos em estados fixos. Assim, a variação da entropia de um sistema durante um processo de transferência de calor isotérmico pode ser determinada pela equação:
É uma equação especialmente importante para determinar as variações de entropia de reservatórios de energia térmica que podem absorver ou fornecer calor a temperaturas constantes. S é a variação da entropia entre os estados; Q é o calor trocado pelo reservatório; T0 é a temperatura do reservatório.
Agora, após revisar a teoria vamos resolver essa questão, em que a água pode ser considerada como o reservatório que recebeu calor e que manteve a temperatura constante. A quantidade de calor fornecida para a água foi:
Observe que o processo foi considerado reversível. Assim, a entropia gerada foi igual a zero. Uma dúvida que costuma pairar é: como houve variação de entropia se a entropia gerada foi zero? Para esclarecê-la, devemos ter em mente que a entropia de um sistema é uma propriedade, assim o valor da entropia de um sistema é fixo uma vez estabelecido o estado do sistema.
