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SEVILLA 17 jun. (EUROPA PRESS) -
O professor da Universidade de Sevilha, José María Martín Olalla, publicou um artigo no qual resolve um problema que surgiu há 120 anos no campo da termodinâmica, com o qual "corrigiu uma ideia apresentada há mais de um século por Albert Einstein".
O teorema de Nernst - uma observação experimental geral apresentada em 1905 de que as trocas de entropia tendem a zero quando a temperatura tende a zero - foi diretamente vinculado ao segundo princípio da termodinâmica em um artigo publicado no The European Physical Journal Plus, cujo único autor é o professor Martín Olalla.
Além de resolver um problema colocado há 120 anos, a demonstração é uma extensão das consequências ligadas ao segundo princípio da termodinâmica - o princípio que estabelece o aumento da entropia do universo.
O problema do teorema de Nernst surgiu no início do século 20, quando as propriedades gerais da matéria foram estudadas em temperaturas próximas ao zero absoluto (menos 273 graus Celsius). Walther Nernst recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1920 por esses estudos.
Como explicação para seus resultados, Nernst argumentou que o zero absoluto tinha de ser inacessível porque, caso contrário, seria possível construir uma máquina que, usando o zero absoluto como refrigerante, converteria todo o calor em trabalho, o que iria contra o princípio do aumento da entropia. Assim, ele provou seu teorema em 1912.
Imediatamente depois, Einstein refutou essa demonstração apontando que essa máquina hipotética não poderia ser construída na prática e, portanto, não poderia questionar a validade do princípio do aumento da entropia. Assim, Einstein separou o teorema do segundo princípio da termodinâmica e o associou a um terceiro princípio, independente do segundo. Atualmente, essa ideia foi refutada.
Na demonstração apresentada, o professor Martín Olalla introduz duas nuances que "foram omitidas por Nernst e Einstein": o formalismo do segundo princípio da termodinâmica obriga, por um lado, a existência da máquina imaginada por Nernst e, por outro, impõe que essa máquina seja virtual; a máquina não consome calor, não produz trabalho e não questiona o segundo princípio.
A concatenação de ambas as ideias nos permite "concluir que as trocas de entropia tendem a zero quando a temperatura tende a zero (que é o teorema de Nernst) e que o zero absoluto é inacessível", de acordo com os EUA.
Martín Olalla destacou que "um problema fundamental da termodinâmica é distinguir a sensação de temperatura, as sensações de quente e frio, do conceito abstrato de temperatura como uma grandeza física".
Na discussão entre Nernst e Einstein, a temperatura era apenas um parâmetro empírico, sendo a condição de zero absoluto representada pela condição de que a pressão ou o volume de um gás se aproximasse de zero. Formalmente, o segundo princípio da termodinâmica fornece uma ideia mais concreta do que é o zero natural da temperatura. "A ideia não está relacionada a nenhuma sensação, mas àquela máquina que Nernst imaginou, mas que precisa ser virtual. Isso muda radicalmente a abordagem da prova do teorema", acrescentou.
O estudo aponta que a única propriedade geral da matéria próxima ao zero absoluto que não pode ser relacionada ao segundo princípio da termodinâmica é o cancelamento das capacidades de calor, também compilado por Nernst em 1912. No entanto, Martin Olalla propõe uma formalização diferente: "o segundo princípio contém a ideia de que a entropia é única no zero absoluto. O cancelamento de calores específicos apenas acrescenta que esse valor único é zero. Parece mais um apêndice importante do que um novo princípio".
Por fim, o professor da Universidade de Sevilha destacou que a publicação desse artigo é um primeiro passo para a aceitação desse novo ponto de vista, "os alunos do curso de Termodinâmica que leciono foram os primeiros a conhecer essa demonstração. Espero que, com esta publicação, a demonstração se torne mais conhecida, mas sei que o mundo acadêmico tem uma grande inércia".
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