Físico-Química 1 - 2°Lei da termodinâmica

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2°Lei da termodinâmica 
Na primeira 1°Lei da termodinâmica ou lei da conservação de energia, diz que em um 
sistema a reação é espontânea somente quando minimiza o gasto de energia, porém, isso 
não é aplicável a todos os processos, pois, não explica como um processo espontâneo 
ocorre em uma direção, mas não ocorre espontaneamente em outra. O conceito de 
entropia, grau de desordem em um sistema, vai então explicar o porquê tais processos 
ocorrem. Em sistemas mecânicos simples, a energia é um fator determinante e, portanto, 
respeita a 1°lei e busca minimizar a energia para ser um processo espontâneo, já em 
sistemas termodinamicamente complexos a energia não é o único fator determinante, 
portanto a busca pela maximização da entropia vai definir a espontaneidade do processo. 
Existem alguns processos que tendem a aumentar a entropia de um sistema, eles são: a 
fusão (solido → liquido), vaporização (liquido → gás), dissolução (soluto → solução) e 
aquecimento (Tmenor → Tmaior). Em um sistema isolado, sendo a entropia > 0 o processo 
é espontâneo, já a entropia = 0 o sistema está em equilíbrio e, portanto, é reversível. Em 
sistemas fechados, onde ocorre a troca de calor com a vizinhança, é levado em 
consideração a Desigualdade de Clausius, onde: 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 = 𝛿𝑞𝑟𝑒𝑣 𝑇⁄ é um processo 
reversível, enquanto 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑖𝑎 > 𝛿𝑞 𝑇⁄ , é um processo irreversível. A entropia é uma 
função de estado, ou seja, não importa o caminho, mas sim seu estado inicial e final. Se 
ocorrer por exemplo, por um caminho A (expansão isotérmica reversível) e por um 
caminho B (expansão adiabática reversível) seguida de um caminho C (aquecimento 
reversível a volume constante), independentes dos processos, a variação (∆𝑆) vai ser a 
mesma. Especificamente, caso ocorra uma transição de fase, assim modificando o grau 
de desordem de uma molécula, tal processo pode ser endotérmico, por exemplo quando 
ocorre uma fusão, o grau de desordem aumenta, já se o processo for exotérmico, por 
exemplo quando ocorre uma condensação, o grau de desordem diminui. O postulado de 
Nernst prevê que “Toda substancia tem uma entropia positiva e finita, a zero kelvin, a 
entropia pode ser zero. No caso de um cristal perfeito a entropia é zero a zero kelvin”. 
Levando em consideração esse postulado, pode-se definir a entropia padrão (grau de 
desordem na temperatura de zero kelvin) de várias substancias, com isso é possível 
calcular a entropia padrão de uma reação (𝛥𝑟𝑆
°) e através desse cálculo é possível saber 
se os reagentes tem uma maior entropia que os produtos. Se o valor dessa entropia for 
negativo, os produtos vão estar menos desordenados que os reagentes. 
Energia livre de Gibbs é uma função termodinâmica que é variável natural de pressão e 
temperatura e depende do número de mols. Ela irá servir como indicador para verificar 
se um processo é espontâneo ou não. Em um processo espontâneo a Energia livre de 
Gibbs é negativa e dessa maneira para um processo em equilíbrio é igual a zero. Da 
mesma maneira que a entropia, a Energia livre de Gibbs possui uma energia padrão de 
formação (𝛥𝑟𝐺
°) e ela serve para verificar a espontaneidade de uma reação.