Por Nick Robinson | Atualizado em 24 de março de 2022

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A termodinâmica é o ramo da física que explora como a energia se comporta em grandes sistemas. Ele conecta o movimento das partículas (energia cinética) e a energia armazenada em suas posições (energia potencial) ao calor e ao trabalho que um sistema pode gerar. Ao longo dos séculos, cientistas como Isaac Newton e James Joule destilaram este conhecimento nas três leis fundamentais que regem todas as trocas de energia.

A Lei Zero:Equilíbrio

A chamada lei “zero” estabelece o conceito de equilíbrio térmico. Afirma que se dois sistemas estão em equilíbrio com um terceiro sistema, eles estão em equilíbrio entre si. Na prática, isso significa que quando você aquece uma panela com água, o calor se espalha uniformemente até que cada molécula da panela atinja a mesma temperatura, mesmo que o calor tenha sido aplicado apenas no fundo.

A Primeira Lei:Conservação de Energia

Também conhecida como lei da conservação da energia, a primeira lei diz-nos que a energia não pode ser criada ou destruída – apenas transformada. A energia total de um sistema fechado (a soma das energias cinética e potencial) é igual ao calor adicionado menos o trabalho realizado. Este princípio explica por que um carro deve reabastecer:a energia potencial química da gasolina é convertida em trabalho mecânico e calor residual à medida que o motor funciona.

A Segunda Lei:Entropia e Ineficiência

A segunda lei introduz o conceito inevitável de entropia, a medida de desordem ou energia inutilizável num sistema. Afirma que nenhum processo pode converter toda a energia disponível em trabalho útil; alguma fração sempre se tornará calor residual. Nos motores de combustão, mesmo os projetos mais eficientes perdem energia devido à entropia, o que também exclui máquinas de movimento perpétuo.