Desordem e Degradaçao

Pensem no seguinte: Porque é que um copo que cai ao chão se parte? Porque é que os seus pedaços nunca voltam a juntar-se para formar o copo? Porque é que um cubo de gelo em água quente derrete e arrefece a água, e a água morna nunca aquece para formar um cubo de gelo? Estas questões aparentementemente inocentes levaram a física a um dos seus mais importantes princípios com vastas consequências cósmicas. Para responder, vamos recorrer à Termodinâmica:

A Primeira Lei da Termodinâmica (ou Princípio da Conservação da Energia) diz que a quantidade de energia no Universo permanece constante. Contudo, se fizermos saltitar uma bola no chão, ela salta cada vez menos até parar, vai perdendo a sua energia mecânica. Para onde foi essa energia? Temos, então, que introduzir uma nova grandeza: a Entropia. A Entropia é um conceito vasto e com muitas definições, mas que, na realidade, são a mesma. Vamos defini-la, por enquanto, como a medida da energia que se perde num processo. No caso da bola, a Entropia é a energia que se perde sob a forma de som, aquecimento das superfícies, etc. Toda essa energia perdida é que faz com que a bola pare de saltar. Essa energia não está, de facto perdida, mas não é utilizável; não é possível voltar a aproveitar a energia sonora para fazer a bola saltar, ou seja, é energia de "má qualidade". A Entropia é, portanto, uma medida da degradação da energia.

É na Segunda Lei da Termodinâmica que está o cerne da questão. Esta diz-nos que a Entropia aumenta sempre, em qualquer processo. Isto significa que a energia existente no Universo se degrada a cada momento, e, ainda que permaneça constante, a porção de energia que pode ser utilizada vai sempre diminuindo. A degradação da energia representa um aumento da desordem, na medida em que, todos os sistema evoluem no sentido de aumentarem a desordem, dispersando energia.
Podemos, então, definir Entropia como uma medida da desordem de um sistema, ou como uma medida negativa de informação (quanto maior a desordem, menor a informação que eu tenho sobre um sistema).

Com isto, já podemos explicar que, quando partimos um copo, a energia utilizada para o partir, não pode ser recuperada para o reconstruir. Quando derretemos o gelo, a energia utilizada não pode ser recuperada para voltar a aquecer a água. Ou seja, é o aumento constante de Entropia que estabelece a irreversibilidade dos processos e, em última análise, a passagem do tempo. A segunda lei da termodinâmica estabelece a seta do tempo, estabelece o que é passado e o que é futuro. E mais, quando se diz que o aumento de Entropia traduz uma degradação da energia um aumento da desordem, estamos a estabelecer e a provar que o Universo tem um fim no tempo.