Criado um m�todo universal para calcular a entropia de l�quidos

Mecânica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/07/2025

O trabalho traz uma ferramenta longamente esperada para amplas aplicações industriais e científicas. [Imagem: SIT/Gerado por IA]

Cálculo da entropia de um líquido

Cientistas finalmente desenvolveram uma técnica para calcular de modo prático a entropia de um líquido usando uma abordagem não empírica - apenas as espécies atômicas são suficientes para o cálculo.

Essa técnica revolucionária elimina a necessidade da grande quantidade de dados experimentais necessários hoje, abrindo caminho para previsões aprimoradas de reações químicas e otimização de inúmeras aplicações industriais envolvendo líquidos.

Apesar da crescente demanda por dados termodinâmicos de líquidos em uma ampla gama de campos da ciência e da indústria, ainda não existem dados experimentais confiáveis para uma ampla faixa de condições de temperatura e pressão para muitos materiais e substâncias.

Koun Shirai e colegas da Universidade de Osaka, no Japão, usaram simulações computacionais baseadas em primeiros princípios (princípios físicos fundamentais, da chamada teoria do funcional da densidade) para modelar as interações atômicas dentro do líquido. Ao considerar essas interações, eles conseguiram prever a entropia com precisão sem depender de medições empíricas.

A abordagem foi validada com base em dados experimentais existentes para vários líquidos. Por exemplo, o método previu a entropia do sódio líquido com alta precisão, correspondendo aos dados experimentais em uma grande faixa de temperaturas, incluindo aquelas acima do ponto de fusão.

Este sucesso com um sistema tão bem estudado como o sódio líquido, diz a equipe, confirma a robustez do seu método e seu potencial para uma aplicação mais ampla em líquidos mais complexos.

Entropia do sódio (Na) líquido: Cálculo atual (vermelho) e dados experimentais (preto). O valor da entropia é normalizado pela constante dos gases R. T1 denota a temperatura de fusão.[Imagem: Koun Shirai et al. - 10.1088/1361-648X/ade83e]

Ferramenta universal

A eliminação da necessidade de dados experimentais para o cálculo da entropia de líquidos é um avanço fundamental.

Cálculos precisos de entropia são cruciais para a compreensão e previsão do comportamento de líquidos em diversos processos químicos e de materiais. Assim, o novo método representa uma ferramenta preditiva há muito desejada por cientistas e engenheiros, permitindo a otimização de reações e propriedades dos materiais.

"Até agora, faltava um método padronizado para calcular a entropia de líquidos. Nosso método representa um avanço significativo, fornecendo uma ferramenta universal aplicável a uma ampla gama de líquidos. Este avanço melhorará significativamente a previsão de reações químicas e otimizará diversos processos de materiais envolvendo líquidos," disse o professor Koun Shirai, coordenador da equipe.

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