Entropia

O que é entropia?                      

Para medir o grau de desordem de um sistema, foi definida a grandeza termodinâmica entropia, representada pela letra S. Quanto maior a desordem de um sistema, maior a sua entropia.

O mínimo de entropia possível corresponde à situação em que átomos de uma substância estariam perfeitamente ordenados em uma estrutura cristalina perfeita. Essa situação deve ocorrer, teoricamente, a 0 K (zero absoluto). Em outras temperaturas, a entropia de uma substância deve ser diferente de zero. Quanto maior a temperatura de uma substância, maior o movimento das suas partículas, mais desorganizada ela está e, portanto, maior a sua entropia.

A entropia (cal/K.mol) a 25 °C para uma mesma substância, a entropia no estado gasoso é maior que aquela no estado líquido, que, por sua vez, é maior que a do estado sólido.

A variação de entropia em uma transformação depende apenas dos estados inicial e final do sistema, independentemente de como os reagentes se transformam nos produtos, isto é, do mecanismo da reação.

Por definição, a variação da entropia de uma transformação é igual à diferença entre a entropia dos produtos e dos reagentes:

∆S = S_produtos – S_reagentes

Assim:
se ∆S > 0, então S_produtos > S_reagentes; a transformação ocorre com aumento da desordem do sistema e tende a ser espontânea;
se ∆S < 0, então S_produtos < S_reagentes; a transformação ocorre com diminuição da desordem do sistema e tende a ser não-espontânea;
se ∆S = 0, o sistema está em equilíbrio.

Então:
Qualquer evento acompanhado por aumento na entropia do sistema tende acontecer de forma espontânea.

Uma forma de prever se uma reação ocorrerá com aumento ou diminuição de entropia é analisando o estado físico dos reagentes e dos produtos. Como descrito acima, os gases têm mais entropia que os líquidos e estes que os sólidos.

Durante as reações químicas, a liberdade de movimento dos átomos freqüentemente sofre mudanças por causa das alterações na complexidade das moléculas. Vamos considerar a reação representada a seguir:

2NO_2(g) → N₂O_4(g)

Nos reagentes, há seis átomos formando duas moléculas e nos produtos esses mesmos seis átomos estão combinados formando uma molécula. Os seis átomos divididos entre duas moléculas permitem grau maior de liberdade de movimento que os seis átomos formando uma molécula. Então, podemos concluir que essa reação, caso aconteça, ocorrerá com diminuição de entropia.

Duas regras gerais podem ajudar a prever se a entropia nas transformações aumenta ou diminui:

- examinar os estados físicos dos produtos e dos reagentes;

- verificar, quando os estados físicos dos reagentes e produtos forem iguais, o aumento ou a diminuição do número de moléculas após a transformação, o que pode ser feito comparando a quantidade de matéria em mols dos reagentes e dos produtos da reação.

 

 

 

 

Motor de combustão interna

 

Motor de combustão interna - é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reação química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termosexanicos que envolvem expansão,compressão e mudança de temperatura de gases.

São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima),expansão e finalmente exaustão.

Assim, este tipo de motor distingui-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho, como ocorre nos ciclos Rankine.

Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de frequente, não é tecnicamente correta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que pode-se chamar de explosão(queima descontrolada sem frente de chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade dos mesmos e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de pinogenio nitrogênio.