terça-feira, maio 29, 2007

segunda-feira, maio 28, 2007

Levitação magnética

Vídeo muito interessante mostrando a levitação magnética de um imã pelo supercondutor.

quinta-feira, maio 24, 2007

Termodinâmica e morte térmica do Universo

De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica toda quantidade de energia é conservada em um sistema fechado. Um sistema fechado é qualquer conjunto de objetos isolados do meio externo (chamado de vizinhança) de forma que não ocorram trocas de energia ou matéria entre o interior e o exterior - dessa maneira nesse sistema não haverá variação de massa nem de energia, ou em situações mais complexas, uma variação para menos na massa deverá vir acompanhada por uma variação correspondente da energia (de acordo com a famosa equação de Einstein: E = m.c²), mantendo-se no entanto, constante a quantidade total MASSA+ENERGIA.

Em sistemas abertos é certo que a energia pode variar: uma xicará de café quente deixada repousando sobre uma mesa vai esfriar... isto é, o café quente tende a perder calor (energia térmica) para o ambiente e em consequencia se esfria. Mas a energia que o café e a xícara perderam não desaparece, ela aqueceu o ar próximo que então se expandiu tornando-se menos denso e por isso elevou-se... assim o calor foi transferido para o ar, para a atmosfera. Uma parte do calor se propaga para a superfície da mesa e outra parte ainda foi irradiada na forma de infravermelho e pode ser absorvida por qualquer outro corpo presente no mesmo ambiente. A xícara e o café se esfriam, mas a energia não desapareceu, foi apenas transferida para outros corpos.
Todas as observações e todas as teorias apontam para a evidência de que a energia do Universo seja constante. Isso porque só um sistema aberto pode perder energia, que será recebido e absorvido pela vizinhança (outros corpos fora do sistema). Mas tudo que conhecemos e mesmo o que não conhecemos mas que existe faz parte do Universo. Não há vizinhança. Então não há quem ou o quê possa receber energia, e por consequencia não há como o Universo perder energia.

Isso não quer dizer que a temperatura média do Universo seja constante. Não é. A temperatura está diminuindo - isso porque o Universo está em expansão, ou seja seu volume está aumentando, e ocorre o mesmo que a um gás ideal, que ao expandir-se sem absorver ou perder calor, tem sua temperatura diminuída. Também não quer dizer que sempre existirá estrelas brilhando... elas tendem a se apagar... todas elas. Nem quer dizer que o Universo vai continuar existindo para sempre do jeito que o conhecemos... não. Não sabemos ao certo qual o será o Fim do Universo, mas ao que tudo indica (até o momento), todo o Universo se tornará uma imensa massa de gás estupidamente rarefeito e gelado...e então mesmo com toda energia ainda presente, nada mais acontecerá - é a chamada Morte Térmica do Universo. Isso porque a energia pode existir para sempre mas não pode estar disponivel para sempre. Todas as transformações, todos os eventos, movimentos, fenômenos, tudo que acontece acontece quando ocorre uma transferência de energia de um lugar para outro (e na transferência ela pode mudar de forma também, como de energia térmica para energia mecânica). Mas a transferência só ocorre se houver uma concentração maior de energia de um lado do que de outro. É como um rio e um lago, em um rio existe um desnível de altura e por isso a água flui, no lago toda superfície tem a mesma altura e não há fluxo. A Morte Térmica do Universo é o momento em que TODA energia estará uniformemente distribuida pelo espaço, não havendo nenhuma concentração maior em parte alguma. Nesse momento não haverá mais nenhum fluxo e portanto mais nenhuma transformação.
O assunto pertence à Termodinâmica que possui quatro leis que começam na Lei Zero e termina com a Terceira Lei. No texto acima estão a Primeira e a Segunda Lei.

Veja os seguintes sites:
http://www.ufsm.br/gef/PriLei.htm

http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/entropia/entropia1.htm
Esse texto é muito bom, ele começa falando da Primeira Lei e vai se aprofundando até explicar o conceito de entropia, que tem tudo a ver com a "Morte Térmica do Universo".

quarta-feira, maio 02, 2007

Ciência e Modelos

O cientista não está preocupado em achar a verdade, pelo menos não necessariamente. Para o cientista as boas teorias ou os melhores modelos são aqueles que funcionam. E os modelos que funcionam são usados até seus limites, ou seja, até onde eles já não puderem explicar os fatos observados. Nesse momento é preciso ampliar, reformular ou abandonar o modelo, conforme o caso.


As Ciências Naturais utilizam sempre de modelos para descrever os fenômenos observados na Natureza e com o uso desses modelos ousam fazer previsões, ao testar em condições de laboratório essas previsões podem se confirmar ou não, em caso afirmativo o modelo é bom, em caso negativo há que se analisar tudo, desde o procedimento experimental, passando pela previsão em si e até as bases do próprio modelo. Por isso posso dizer que a Ciência é uma construção. Seguindo esse processo podemos afirmar quando e em que situação um modelo é melhor do que outro - um modelo melhor é aquele que explica o maior número de fenômenos, de preferência de uma forma mais simples, que faz melhores previsões e que oferece o maior número de resultados positivos.


A Física Quântica é a ciência mais bem sucedida de todas as já criadas pelo homem. E apesar disso a sua base está assentada sobre PROBABILIDADES e não sobre CERTEZAS. Um exemplo: em uma amostra de material radioativo só é possível calcular (prever) quantos átomos vão decair em certo tempo e verificar experimentalmente que a previsão foi boa... mas é impossível dizer quais átomos irão decair, e isso não decorre do grande número de átomos, podemos ter uma amostra com quatro átomos e prever que em uma fração de segundos um deles vai decair, mas nada poderá dizer qual deles. Qualquer previsão nesse sentido será simples chute, ou seja, escolhendo um átomo ao acaso (de um número de quatro) a chance ele decair é de 25% que o mesmo que se obteria em um jogo de quatro cartas.


Albert Einstein sem querer contribuiu para o surgimento da Física Quântica. Fez isso ao utilizar o modelo de Planck dos “pacotes de energia” para explicar o fenômeno fotoelétrico. Ficou evidente então o caráter duplo da luz e a quantização da energia. No entanto no decorrer do desenvolvimento da nova ciência ele divergiu, não aceitou em nenhum momento que não pudéssemos prever com certeza absoluta, medir com precisão absoluta, conhecer a natureza com precisão absoluta. Ele propôs que por trás dos fenômenos quânticos deveria existir um mecanismo então oculto e que se fosse conhecido nos forneceria a capacidade de SABER tudo. Era a Teoria das Variáveis Ocultas. Teóricos analisaram seriamente as idéias dele durante muito tempo e até alguns testes foram propostos e executados e tudo (lógica, consistência, observação) leva a crer que não existem variáveis ocultas. Ninguém afirma que não nada mais além da Física Quântica, não é isso, diz-se-que a proposta de Einstein não é consistente. A Física Quântica evoluiu muito desde a década de 20 quando surgiu. As mais modernas teorias a respeito da matéria e do Universo são DELIRANTES mas não há nada que se assemelhe ao que Einstein acreditava.


Voltando aos modelos: nós montamos nossos modelos, cientes de que ele pode não ser plenamente correto ou completo, mas os usamos enquanto forem úteis. Nossos modelos são aproximações. A nossa descrição (modelo) pode explicar várias coisas, mesmo não sendo PERFEITO.


O modelo atômico de Bohr é bastante simplificado, já está ultrapassado, mas ainda é útil nas salas de aula. É, como qualquer modelo, uma aproximação, mas permite entender como ocorrem as ligações químicas e a formação das moléculas entre outras coisas.

(Veja por exemplo: http://www.rossetti.eti.br/aula-menu.asp )

Os modelos mais atuais do átomo não tratam mais o elétron como uma partícula bem localizada, ao invés disso lidam com uma região do espaço onde é mais provável encontrar em elétron. É um modelo um pouco mais complicado, mas de grande sucesso experimental.

Veja essa página com os modelos atômicos já propostos:
http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/os%20modelos%20atomicos.htm