Parte 3
O que a desordem do quarto de Júlia tem a ver com a direção do tempo?

	– Mãe, este brinquedo é muito legal! Dá para montar vários brinquedos com as mesmas peças!
	– Sim, Júlia, e você está ficando especialista em transformar uma forma em outra!
	– Ah, então a Júlia também será uma química... Adora fazer transformações (ri). Ela é tão boa nisso como em transformar o quarto numa desordem só...
	– Então cho que ela irá estudar Termodinâmica...(ri)
	– Termo o quê, mãe?
	– Termodinâmica, filha. "Termo" quer dizer calor, e "dinâmica", movimento, fluxo...
	– Ué, mãe, que calor? Não entendi o que isso tem a ver com o brinquedo...
	–  E nem com o quarto desarrumado... De quantas formas diferentes você pode montar as peças deste brinquedo? E de quantas formas diferentes você pode espalhar estas peças no chão da sua sala? http://www.flickr.com/
	– Então eu vou explicar. (Júlia e Carlos suspiram longamente.) Bem, como eu ia dizendo, a Termodinâmica estuda os fenômenos relacionados com a transferência de energia, que envolve o calor e trabalho, e grandezas como entalpia, entropia, entre outras.
	– Entropia? O que é isso? E o que o calor tem a ver com com isso tudo? Acho até que vou ligar o ar-condicionado...
	– Calma, eu explico... olha só, lembra quando a Júlia era um bebê e às vezes eu esquecia de preparar a mamadeira?
	– Lembro, você esquecia porque estava corrigindo provas e eu é que tinha que ir pra cozinha...
	– Pois é... o que você fazia para a mamadeira resfriar mais rapidamente?
	– Eu colocava em uma bacia com água. E quando a Júlia estava com muita fome e começava a berrar, eu ainda colocava gelo para resfriar mais rápido...
	– O que acontecia então era uma transferência de calor, da mamadeira para o banho de água e gelo, não é? Aliás, nós já conversamos sobre isso um dia desses...
	– Sim, é verdade. Falamos sobre energia cinética, energia potencial...
	– Pois é. Nós falamos muito sobre a Entalpia, que é uma grandeza que representa a energia interna de um sistema. Lembra que falamos sobre processos endotérmicos e exotérmicos? Um processo exotérmico é aquele que ocorre com liberação de energia em forma de calor para o meio. O calor flui na direção do corpo mais frio, ou de menor calor, ou seja, ele flui para onde as moléculas estão em menor movimento...
	– Então tudo caminha no sentido de espalhar a energia que está contida em um sistema?
	– Falando de forma simples, é isso mesmo, e tem sido assim desde o Big Bang.
	– Ih, mãe, outro dia, no YouTube, vi o vídeo de um programa que minha professora adora, e ele falava sobre isso... ele dizia que, se colocarmos um copo de água quente e um copo de água fria numa mesma sala, depois de um tempo os dois terão a mesma temperatura...
	– É isso mesmo. As moléculas de água do copo quente transferem calor para ar, que é uma solução composta principalmente de N2 e O2, e estas moléculas por sua vez transferem para as moléculas de água e do vidro do copo frio... Isso tudo ocorre por meio das colisões entre as moléculas de água, do vidro e do ar.  Ao final de algum tempo, as moléculas de água contidas em ambos os copos terão a mesma energia cinética média ou, em termos macroscópicos, a mesma temperatura.
	– Então espera um pouco... Isso é uma espécie de socialismo térmico... Depois de um tempo todos terão a mesma temperatura.
	– Engraçadinho...
	– Tá bom, vamos falar sério. A minha temperatura é de 37ºC, certo? Se eu for a uma daquelas geleiras lá no Chile, onde a temperatura está abaixo de zero, por que é que eu não viro um picolé imediatamente?
	– Porque você gera calor constantemente! Ao menos enquanto estiver vivo!
	– Eu?? Como??
	– Como? Comendo!
	– Você quer dizer que aquelas reações que o oxigênio e os componentes da comida fazem vão gerar calor? Ou seja, as moléculas, ao reagir, perdem energia?
	– Perder é um termo complicado... Digamos que elas transferem energia para outras partes de seu corpo em forma de calor.
	– As transformações químicas liberam a energia cinética para dentro do organismo?
	– Sim, mas, mais precisamente, as transformações liberam a energia potencial que estava contida nas forças eletromagnéticas que constituem as ligações químicas, transformando-as em aumento da energia cinética das moléculas, que é o tal do calor. Quando ocorre uma reação, várias ligações são rompidas e outras são formadas. No caso em que as que são rompidas possuírem maior energia; uma parte dessa energia pode ser empregada para criar novas ligações que são formadas nos produtos, e a outra parte é liberada na forma de calor. Lógico que essa liberação de calor só ocorre nas reações exotérmicas. Nas endotérmicas, é necessário que haja transferência de calor do meio para o sistema que contém os reagentes, que irão "armazenar" uma parte da energia cinética das moléculas (calor) nas ligações químicas (energia potencial). Observe que as moléculas sempre estão em movimento, o altera é a velocidade média delas, que sentimos como variação de calor. Um dia mais quente quer dizer que as moléculas do ambiente estão mais velozes, e um dia mais frio quer dizer que as moléculas do ambiente estão mais lentas. No primeiro caso, recebemos mais colisões de moléculas rápidas, que aceleram as moléculas de nosso corpo. No segundo caso, nosso corpo, principalmente a transpiração pela nossa pele, acelera as moléculas do ambiente. Em uma sala fechada, várias pessoas esquentam bem o ambiente, a temperatura aumenta. Mas em um local aberto, como a praia que estivemos ontem, há muito mais calor vindo de outras fontes, principalmente do sol. Por que quando temos febre nossos músculos tremem tanto? Por que tanto trabalho? http://www.flickr.com
	– Só não entendi uma coisa, as moléculas nunca estão paradas, nem quando está muuuuito frio?
	– Bom, você tem razão, quanto mais frio estamos, mais as moléculas diminuem a velocidade, e elas ficar paradas teoricamente à temperatura de -273,15ºC, ou zero absoluto, como já vimos antes. Na prática, os cientistas nunca chegaram a esta temperatura, mas muito próximo disso, 4,5 ×10-10 Kelvin. Nosso corpo é bem mais quente que isso!
	– Então somos uma usina de produção e estocagem de energia!
	– Mais que isso: nós reciclamos energia! Todos os processos bioquímicos requerem energia, e utilizamos a quebra das ligações fosfato do ATP para gerar a energia necessária para que esses processos ocorram.
	– Então a termodinâmica é, na verdade, o estudo da entalpia?
	– Não só... Existe outros parâmetros importantes, um deles é a Entropia! A Entropia é uma outra grandeza termodinâmica, que está associada ao grau de organização de um sistema. Ela é uma medida da energia que não pode ser convertida em trabalho. William Gibbs, um engenheiro químico do século XIX, definiu que a energia disponível em um sistema (ΔG) é resultado da variação de energia deste sistema (entalpia, ΔH) menos a energia perdida, que é o produto da temperatura e da entropia...
	– Ou seja, traduzindo na minha linguagem matemática: ΔG = ΔH − TΔS... Veja só que maravilha: a Matemática reduz aquele monte de palavras que você usou em uma equação tão simples...
	– Simples nada! Esta é a equação que define o acontecimento de todos os processos no Universo!
	– Nossa, essa Entropia é tão importante assim?
	– Sim, tanto é que o professor Peter Atkins, um químico inglês muito famoso, disse que toda mudança é uma conseqüência do colapso sem sentido da matéria e da energia em desordem!
	– Puxa! Mas o que a entropia tem a ver com o quarto da Júlia? (os dois riem)
	– A Entropia, na verdade, está diretamente relacionada com o número de arranjos que os componentes de um sistema podem assumir, desde que mantida a mesma energia nesses arranjos. Então, vamos ver uma coisa: Júlia, de quantas maneiras você pode arrumar seu quarto?
	– Ih, mãe, de umas três ou quatro maneiras...
	– E de quantas maneiras você pode desarrumar seu quarto?
	– Ih, mãe, de muitas!
	– Está vendo? Em um sistema menos organizado, haverá um maior número de arranjos possíveis! Logo, a entropia será maior!
	– Pena que a entropia não faça as coisas desorganizadas se organizarem...
	– É isso mesmo, Carlos, e por isso a entropia também é chamada de flecha do tempo.... É por causa da entropia que um determinado processo será espontâneo em apenas um sentido... Assim, o calor só pode passar espontaneamente de um recipiente mais quente para um mais frio. E até a estrutura do espaço-tempo parece estar relacionada à entropia! O assunto é tão complexo e tão importante que o Peter Atkins classificou a entropia como uma das dez grandes idéias da Ciência!
	– Acho que meus neurônios vão sair flutuando da minha cabeça! Antes que a entropia os disperse, vou tomar um banho gelado!
	– Muito bem, querido, você entendeu tudo direitinho! Parabéns! Imagens dos filmes: A Máquina do Tempo (H. G. Wells, 1960), Déjà Vu (2006) e da série Tunel do Tempo (1966) O Homem sempre sonhou em viajar para o futuro... Será possível anular a entropia?