Prossecução de estudos sobre o equilíbrio térmico entre moléculas de um gás

Podemos dizer que o físico austríaco Ludwig Boltzmann foi o principal impulsionador da teria cinética dos gases e da física estatística. De  entre os seus resultados, o mais interessante, considero ser a identificação da entropia no seio numa teoria do género.

A teoria cinética dos gases data do tempo do famoso Hydrodynamicae de Daniel Bernoulli e baseia-se na concepção atomista da matéria. De acordo com a teoria deste autor, a matéria gasosa é composta por uma enorme quantidade de partículas em contínuo movimento, do qual resulta a pressão por intermédio das colisões destas com as paredes do recipiente.

Mais tarde Clausius desenvolve o conceito, considerando a temperatura como uma medida macroscópica da energia cinética média das partículas e Maxwell determina a distribuição das velocidades por partícula num gás em equilíbrio.

Boltzmann, por seu turno, considerou um gás cuja distribuição de velocidades é arbitrária e procurou uma equação diferencial que regesse o comportamento desta distribuição ao longo do tempo, tendo em conta a possibilidade da ocorrência de colisões entre as partículas intervenientes. De facto, a solução desta equação permitiu concluir que um gás, qualquer que seja a sua distribuição de velocidades inicial, iria tender para uma distribuição de equilíbrio (a distribuição de Maxwell) ao fim de um longo intervalo de tempo. Verificou, também, que existe uma quantidade cuja derivada é sempre inferior a zero, isto é, trata-se de uma quantidade decrescente. Estava identificada, no seio duma teoria do género, a grandeza macroscópica conhecida como entropia.

Boltzmann expõe algumas das suas ideias no artigo Weitere Studien über das Wärmegleichgewicht unter Gasmolekülen, do qual traduzi um excerto que considero ser essencial, no que concerne à exposição destas ideias do ponto de vista analítico. Para a respectiva leitura, remeto para a ligação:Prossecução de estudos sobre o equilíbrio térmico entre moléculas de um gás.

Sobre Sérgio O. Marques

Licenciado em Física/Matemática Aplicada (Astronomia) pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e Mestre em Matemática Aplicada pela mesma instituição, desenvolvo trabalho no PTC (Porto Technical Centre) - Yazaki como Administrador de bases-de-dados. Dentro o meu leque de interesses encontram-se todos os temas afins às disciplinas de Matemática, Física e Astronomia. Porém, como entusiasta, interesso-me por temas relacionados com electrónica, poesia, música e fotografia.
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