Algumas idéias sobre mecânica quântica

A Mecânica Quântica é a Física do século XX – a Física Moderna, que se desprende de corpos rígidos e conceitos clássicos para investigar o mundo microscópico – atômico e quântico da matéria.

Como muitas pessoas já sabem, a matéria é feita de unidades chamadas àtomos. Tal qual a célula orgânica biológica é a unidade fundamental da vida, o àtomo, é a unidade fundamental da matéria. Todas as coisas do Universo, das estrelas até as formigas, são feitas de àtomos. Já que tudo é feito da mesma “matéria-prima”, porque existem coisas diferentes no Universo? A matéria possui propriedades. Os arranjos atômicos-moleculares de cada corpo que definem a densidade, pontos de fusão e ebulição e outras caracteristícas da físico-química, constituem a diferença de cada coisa. Uma faca é diferente de um pedaço de madeira, certamente.

Com o estudo da Termodinâmica, descrobiu-se que os àtomos vibram. Eles estão sempre vibrando, independente onde estejam. Indo mais além, a temperatura é a medida de agitação desses àtomos, ou do seu conjunto, moléculas. Quanto maior for a temperatura, maior será essa vibração.

Essa idéia, trouxe uma pergunta inevitável : existe alguma temperatura que faça o átomo parar, ou seja, não vibrar? Sim, existe. Ela é chamada de zero absoluto, já conhecido por muitos estudantes do Ensino Médio. Na escala Kelvin, a temperatura varia de 273 K até 373 K , usando comparações de medidas, podemos obter a dita cuja na nossa escala usual, Celsius :

Logo, quando K=0, temos C= -273. Esse é o zero Kelvin.

Essa temperatura é inatingível. Em alguns laboratórios, já chegaram infinitesimalmente próximo dos -273º C, mas nunca nos exatos -273º C. Nessa temperatura, supõe-se, que a vibração atômica não exista, logo, a matéria, “desaparece”, que é algo bem estranho.

Desaparecer é estranho, mas mudar não.

Estados físicos da matéria

Vimos que a temperatura muda o estado vibratório dos àtomos, e as consequências disso quais são ?

Vamos pensar na estrutura atômica como uma pirâmide de cartas :

Ou pirâmide de cartões de crédito.

Imaginemos que cada cartão de crédito representa um átomo. Vamos pensar também que cada um desses cartões de crédito vibrem de maneira que não se desprendam um do outro.

Agora suponhamos que a temperatura ambiente aumente de tal forma, que a vibração dos cartões fique tão intensa que as ligações entre eles sejam quebradas.

O que era uma pirâmide organizada vira uma bagunça de cartões pelo chão, sem nenhuma ordem.

Vamos ir adiante e criar um ambiente cuja a temperatura seja muito alta ao ponto de queimar esses cartões.

Aos poucos, os cartões, parecem deixar de “existir”. Deixamos de enxergá-los.

A pirâmide de cartões, é o estado sólido da matéria. Bonito e organizado. Coeso. Tal qual como o gelo é. Quando aumentamos a temperatura os cartões se desprendem e caem, ficam sem nenhuma ordem estabelecida. Tal qual como a água líquida é. Com ligações fracas, e menos coesas. Por fim, queimamos os cartões e eles desaparecem. Tal qual como o vapor d’água é. Caótico, sem nenhum tipo de ligação.

Além dessa linha endotérmica (ganho de energia), há a exotérmica (perda de energia), na qual diminuimos a temperatura do vapor, até ele se tornar sólido (no caso da água, gelo). E com os cartões? Bem, a propriedade do cartão continua lá, mesmo no estado gasoso. Quer testar? Esquece de pagar a conta que logo, logo, algum cartão vai aparecer na sua casa.

Física sem analogias e humor não tem graça.


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Sobre Douglas Aleodin

Mestrando em Física pela Universidade Federal da Bahia.
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3 respostas para Algumas idéias sobre mecânica quântica

  1. Não quero me identificar disse:

    Amigão, há um erro lá na parte do C= K – 173. Na verdade C = K – 273. Corrija esse erro caso queira que seu blog avance ,não queremos que pessoas deixem de ler um conteúdo tão rico por causa de erros tão primários.

  2. terecilda mota da silva disse:

    amei muito bom

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