O elemento He permanece líquido no zero absoluto. (Hélio sólido pode ser obtido apenas sob pressão de 26 atm.) A entropia do hélio no zero absoluto é exatamente zero?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre o hélio (He) e se a sua entropia no zero absoluto é exatamente zero. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho de termodinâmica, especialmente a Terceira Lei da Termodinâmica, que trata da entropia a temperaturas extremamente baixas.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é entropia. Entropia é uma medida da desordem ou da quantidade de informação que falta para descrever um sistema de forma completa. De acordo com a Terceira Lei da Termodinâmica, à medida que a temperatura de um sistema se aproxima do zero absoluto (0 K), a entropia do sistema tende a um valor mínimo constante, que pode ser zero ou um valor residual.
Passo 3
Agora, sobre o hélio: ele é especial porque mesmo no zero absoluto, ele permanece líquido a menos que seja submetido a uma pressão extremamente alta (26 atm) para se tornar sólido. Esse fato está relacionado às propriedades quânticas do hélio e ao seu movimento residual mesmo em temperaturas muito baixas.
Passo 4
Como o hélio não congela completamente no zero absoluto sob pressão normal, ele mantém um movimento de flutuação conhecido como movimento de ponto zero. Esse movimento impede que o hélio atinja um estado perfeitamente ordenado com entropia zero.
Passo 5
Portanto, mesmo no zero absoluto, o hélio líquido possui uma entropia residual diferente de zero devido à sua natureza quântica e ao movimento de ponto zero que impede a completa eliminação da desordem molecular.
Resposta
Não, a entropia do hélio no zero absoluto não é exatamente zero.