Uma universidade espanhola resolve um problema de 100 anos e refuta o conceito de Einstein.

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 , corrigindo assim também uma ideia apresentada há mais de um século por Albert Einstein , segundo a Universidade de Sevilha.

O chamado teorema de Nernst — uma observação experimental geral apresentada em 1905 que estabelece que as trocas de entropia tendem a zero quando a temperatura tende a zero — foi diretamente vinculado à segunda lei da termodinâmica em um artigo publicado na revista ' The European Physical Journal Plus ', cujo único autor é o professor Martín Olalla.

Além de resolver um problema proposto há 120 anos, a demonstração amplia as consequências associadas à segunda lei da termodinâmica — o princípio que estabelece o aumento da entropia do universo .

O problema do teorema de Nernst surgiu no início do século XX, quando as propriedades gerais da matéria foram estudadas em temperaturas próximas ao zero absoluto (273 graus abaixo de zero). Walther Nernst recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1920 por esses estudos .

Para explicar seus resultados, Nernst argumentou que o zero absoluto tinha que ser inacessível porque, de outra forma, 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, e assim ele provou seu teorema em 1912.

Imediatamente depois, Einstein refutou essa demonstração, apontando que tal 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 da segunda lei da termodinâmica e o associou a uma terceira lei, independente da segunda, ideia que é refutada pelo estudo de Martín Olalla.

Na demonstração apresentada, o professor Martín Olalla introduz duas nuances que foram omitidas por Nernst e Einstein: o formalismo da segunda lei da termodinâmica exige, por um lado, a existência da máquina que Nernst imaginou e, por outro, impõe que essa máquina seja virtual; a máquina não consome calor, não produz trabalho e não questiona a segunda lei.

A concatenação de ambas as ideias nos permite concluir que as trocas de entropia tendem a zero quando a temperatura tende a zero - o que é o teorema de Nernst - e que o zero absoluto é inacessível.

Martín Olalla ressalta que “um problema fundamental na termodinâmica é distinguir a sensação de temperatura, as sensações de quente e frio, do conceito abstrato de temperatura como grandeza física”, e acrescenta:

Na discussão entre Nernst e Einstein, a temperatura era meramente um parâmetro empírico: a condição do zero absoluto era representada pela condição de que a pressão ou o volume de um gás se aproximasse de zero. Formalmente, a segunda lei 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 tem que ser virtual. Isso muda radicalmente a abordagem para a demonstração do teorema.

O estudo aponta que a única propriedade geral da matéria próxima ao zero absoluto que não pode ser relacionada à segunda lei da termodinâmica é o desaparecimento das capacidades térmicas , também compilada por Nernst em 1912.

No entanto, Martín Olalla propõe uma formalização diferente: “O segundo princípio contém a ideia de que a entropia é única no zero absoluto. O cancelamento dos calores específicos apenas acrescenta que esse valor único é zero. Parece mais um adendo importante do que um novo princípio.”