Termodinâmica estatística
A Termodinâmica Estatística é o estudo dos princípios termodinâmicos a partir de um ponto de vista estatístico. Ela mostra por que princípios como o aumento da entropia são tais princípios absolutos. Embora possa ser aplicada a sistemas macroscópicos, a Termodinâmica Estatística é principalmente um estudo da Termodinâmica no nível molecular.
Moléculas e a Termodinâmica Estatística
Ilustrar os conceitos básicos da Termodinâmica Estatística é muitas vezes feito usando-se apenas algumas moléculas. Acima está um exemplo de seis moléculas em um tanque com uma válvula fechada para outro tanque.
Quando a válvula é aberta, metade das moléculas irá mover-se para o segundo tanque. Nessa ilustração, existem 64 arranjos possíveis das moléculas entre os dois reservatórios.
Há dois possíveis arranjos com todos os seis no mesmo tanque. A probabilidade de isso acontecer é de 0,03125.
Existem 20 possíveis arranjos com todas as três moléculas em um tanque e três moléculas no outro tanque. A probabilidade de isso acontecer é 0,3125. Este é um aumento na probabilidade de um fator de 10.
Quando esse conceito é aplicado a uma situação do mundo real, de muitos bilhões de moléculas, a diferença de probabilidade sobe também. Na verdade, verifica-se que a probabilidade de obter quase a metade das moléculas, em uma situação do mundo real, é tão perto de um que se pode torná-la uma certeza prática.
Quando a entropia é examinada pela Termodinâmica Estatística, ela pode ser considerada como uma medida de aleatoriedade. Quanto mais aleatório é um sistema, mais desordenado ele é. A fórmula para entropia estatística é:
S é a entropia.
k é a constante de Boltzmann = 1,3806504(24) X 10-23 J K-1
representa o número de configurações equivalentes igualmente prováveis. Esta é uma medida direta da desordem.
Sistemas aleatórios ou desordenados têm um número tão significativamente maior de configurações equivalentes igualmente prováveis que, basicamente, eles podem ser considerados inevitáveis. Entropia não é o mesmo que desordem, mas a entropia é logaritmicamente relacionada a desordem. A entropia pode ser considerada uma medida da desordem da mesma forma que a Escala Richter é uma medida dos terremotos ou os decibéis são um medida do som.
Isso mostra que a entropia tende naturalmente a aumentar, porque estados desordenados são consideravelmente mais prováveis do que os estados ordenados. Além disso, uma vez que os sistemas organizados complexos têm muito poucas configurações equivalentes igualmente prováveis, eles são extremamente improváveis, na verdade, as probabilidades estatísticas são tão pequenas (probabilidade << 10-100) que eles podem ser considerados estatisticamente impossíveis.
É por isso que sistemas organizados complexos, como a vida, não podem surgir por um processo natural. Como resultado, não importa qual estorinha os evolucionistas possam inventar para tentar descrever como isso poderia acontecer, isso simplesmente não pode acontecer.
Bibliografia
- J Philip Bromberg, Physical Chemistry, 1984, pg. 690
