Eu não precisei pensar muito, em minha vida, para perceber uma verdade fundamental da Natureza: de hoje jovens nos tornaremos, amanhã, em velhos.
Acho que esta é uma verdade muito contundente e irrefutável da vida. Isto tem respaldo teórico na Física e na Físico-química, e quero, nesta discussão, unir estes dois lados da moeda da vida, a velhice e o desgaste das coisas.
A formação da vida e a formação das coisas
A sua vida se formou segundo as leis da Biologia, dentro de um conjunto de regras ditado pela Embriologia (ciência que estuda a formação dos seres). No caso humano, um espermatozoide fecundou um óvulo, e sua vida começou. Dali em diante, uma série de fenômenos da Química se estabeleceram, mas não de forma autônoma. A energia, os nutrientes vieram do corpo de sua mãe. Este aspecto é ignorado pela nossa mente. Para que as reações ocorram, é necessária a presença dos REAGENTES e da ENERGIA. Muitos tendem a pensar, pelo exame de olho, apenas, que a Reação química se dá pela presença dos Reagentes. Exagerando um pouco, se a fecundação ocorrer em um organismo morto, pode ser até que se forme a primeira célula, porém o crescimento não prossegue.
Existem crianças que, já formadas no útero, mesmo com a mãe morte nascem. Mas isto se deve ao fato de que já estão totalmente formadas, e a placenta ainda tem uma reserva de nutrientes, e o bebê já é capaz de transformar a energia própria em energia para as últimas reações.
A Energia
Viveremos 100 anos, nós os físicos, e não saberemos com precisão o que é Energia. Mostrar por meio de uma Equação eu posso mostrar, mas isto não quer dizer que tenho a compreensão absoluta do que ela representa na natureza.
Comecemos com a Luz, para estabelecer o primeiro intermediário com a Energia. A Luz é UMA FORMA DE MANIFESTAÇÃO DA ENERGIA, a mais conhecida. Por enquanto, prenda a sua mente nisso, para não perder o fio da meada.
Você esquenta um prego no fogão (segure com um alicate para não queimar a mão), e depois de um tempo a ponta dele começa a ficar vermelha. Você lixa um pedaço de madeira e percebe que a lixa começa a esquentar a sua mão. O prego utiliza a energia que vem da queima do gás. A lixa e a madeira esquentam por causa da energia que veio do seu braço. O seu braço tem força porque você come regularmente, logo a energia veio dos alimentos que você consumiu. Estes alimentos cresceram à custa da energia solar. No fundo, no fundo, a energia que sustenta as reações biológicas da terra veio, de alguma forma, do Sol.
O petróleo, que fornece gasolina, diesel, querosene e outros produtos combustíveis, se formou de restos de animais, que cresceram com a energia do sol.
Energia Interna
Praticamente todo material tem uma energia interna, pois, no interior de seus átomos constituintes, existem elétrons em constante movimento, mas que pelas condições em que este movimento se dá, precisam de muito pouca energia, cada um. No entanto, quando se une todos estes átomos em uma quantidade razoável, a energia interna resultante se torna significativa.
Compreendido este aspecto, podemos definir a Primeira Lei da Termodinâmica (ciência que vai tratar da conversão da energia em calor e outros assuntos relacionados):
ΔU = Q - W
ΔU - Variação da energia interna;
Q - Calor fornecido
W- Trabalho realizado
Vamos entender:
Você fez uma compra de supermercado, e sobe as escadas do seu prédio, até o seu apartamento, com duas sacolas de compra, cuja massa (não dizemos peso) total é de 6 quilos. Ao chegar no seu apartamento você está cansado, e a sua temperatura corporal sofreu um ligeiro acréscimo. Sua energia interna, a energia de seu corpo, terá sofrido uma diminuição de energia igual ao calor que o seu corpo gerou subtraído do trabalho que você realizou ao carregar as sacolas no percurso até o seu apartamento.
E como a variação deve ser negativa (você DEVE PERDER ENERGIA, e não ganhar), você terá realizado mais trabalho do que terá perdido calor corporal. Feliz ou infelizmente, neste mundo, a cada tarefa que um corpo ou uma máquina faz, ele joga calor para o ar. Até a geladeira joga calor no ar, ao trabalho que realiza ao esfriar os alimentos.
Energia Interna como Energia latente
Qualquer porção de matéria possui Energia Interna, como já dissemos, mas vamos ver isto em detalhes.
Imagine que você está dentro de um balão com gás:
Em cada região do balão observamos a mesma coisa acontecendo. Algumas moléculas vibram, outras vão de um lado para o outro (translação) e outras giram em torno de si mesma. E outras apresentam dois destes tipos de manifestações ao mesmo tempo (vibram e se deslocam, rotacionam ou se deslocam ou vibram enquanto rotacionam) e outras executam os três tipos de movimento ao mesmo tempo. Vamos considerar apenas estes tipos, pois existem outros tipos de conjugação de movimentos.
Calor zero
Existe uma situação em que todos estes movimentos cessam, resultando em um volume mínimo do gás (pois sem movimento, as moléculas podem ficar próximas umas das outras) que ocorre na temperatura zero Kelvin, ou -273 ºC.
Se você já foi à Europa, ou para o sul da América do Sul, ou para o Canadá, já deve ter experimentado o frio de -8ºC ou até -20ºC. Imagine então um frio de -273ºC !!!!
Calor e Volume
Faça isto lá pelo meio-dia. Alimente o nosso balão com gás ou mesmo ar, e feche-o bem. Ele tem um determinado volume. Para constatar as mudanças a seguir, tire uma foto do balão com uma régua na horizontal atrás dele. De noite, tire novamente a mesma foto, com a régua ao fundo. Depois de dois dias, tire mais uma foto a noite. Você vai observar que ele murcha. Por que isto acontece ?
Significado do Calor
O calor gerado pelas máquinas (vamos analisar este aspecto, para fins didáticos) provém, na sua maior parte, do atrito. O calor gerado apenas no patamar das reações químicas se deve aos choques das moléculas, que provocam a emissão de fótons (partículas de luz) que, no entanto, não tem a energia suficiente para emitir energia luminosa visível. Está vendo como existem aspectos complicados da energia ? Por isto ficaremos com o calor gerado por máquinas, para podermos prosseguir sem traumas.
Instruímos você a encher o balão ao meio dia pois esta é uma das horas mais quentes do dia. à medida em que chega a noite, a quantidade de calor no ar se reduz. A energia que as moléculas tinham para efetuar os 7 tipos de movimento que identificamos (3 separados, 3 tipos que os juntam em pares de movimentos, e 1 tipo com três movimentos) vai se perdendo, além da energia perdida nos choques entre as moléculas.
No dia seguinte, com a temperatura em volta do balão aumentando (devido ao calor do sol chegando à terra), o volume aumenta um pouco, porém não mais igual ao primeiro volume medido. Existe um outro fator envolvido também. As borrachas utilizadas nos balões infantis não são absolutamente impermeáveis aos gases. Mas mesmo que o fossem ainda assim o primeiro volume do balão não seria mais atingido.
Por que isto acontece ?
Desorganização
Em seus movimentos aleatórios dentro do gás, as moléculas podem ficar, ao fim de um dado movimento dos 7 identificados por nós, em posições em relação aos vizinhos, em que persiste um estado químico desfavorável. Por exemplo, duas moléculas acabam ficando próximas com os lados de mesma polaridade juntos (vermelho negativo), num estado que ainda apresenta uma pequena quantidade de energia:
Este é um estado não autorizado, pois, como ocorre com os imãs, os lados de mesma polaridade devem estar o mais afastados quanto for possível (menos energia, ou seja, sem um outro estado esperado):
Este ajuste, para colocar o gás em um estado de menor energia, mais estável termodinamicamente, faz com que esta pequena quantidade de energia não seja mais recuperada.
O termo desorganização é um pouco inapropriado, sob o ponto de vista científico. O correto seria estar estável. Todos os sistemas físico-químicos procuram um estado de menor energia, DA MESMA FORMA QUE O CARRO DEIXADO NO ALTO, sem freio, ACABA DESCENDO A LADEIRA. O alto da ladeira tem alta energia (potencial gravitacional) e a parte de baixo corresponde ao estado de menor energia.
A Oxidação dos metais e a desorganização
Você conhece o minério de ferro, o ferro fundido e o aço. As mineradoras extraem o minério de ferro das montanhas. Ali ele está combinado com o oxigênio, basicamente. Na siderurgia, no alto-forno, ocorre um processo que extrai do minério de ferro o oxigênio, PORÉM ÀS CUSTAS DE UMA ENORME QUANTIDADE DE ENERGIA. E este ferro é misturado a um pouco de carbono, formando o aço que conhecemos. Existem outras adições que não nos interessam.
O carbono torna o ferro do aço mais estável, porém ele não deixará de sofrer um ataque do oxigênio do ar com o tempo. No caso do ferro fundido, o ataque é mais rápido. O ferro quer retornar ao seu estado de menor energia na natureza, que é a forma de óxido. Ele GOSTA do oxigênio do ar, e vai se combinando a ele, no processo conhecido como corrosão, que forma a ferrugem, e vai destruindo o ferro fundido.
O óxido de ferro persiste na natureza ( e até o ferro fundido quer voltar a este estado) porque está numa forma mais desorganizada. O minério de ferro possui pelo menos duas formas químicas. Ele pode estar sem 2 ou 3 elétrons em sua última camada eletrônica. E ainda existem outras combinações, que fazem variar a sua cor no minério. Não tendo mais tanta energia armazenada, o ferro no óxido fica tranquilo em sua forma mais estável.
O corpo humano
E agora podemos explicar o princípio fundamental da natureza em relação ao homem: o envelhecimento. Tornou-se simples, após os argumentos colocados acima, a respéito da degradação dos sistemas químicos.
Sendo o corpo humano o laboratório onde ocorrem milhões de reações químicas, que acumulam uma enorme perda de energia no cálculo geral das reações individuais, com múltiplos rearranjos para se livrar de formas instáveis, com o tempo, as perdas acumuladas acabam por produzir o envelhecimento observado desde que o mundo é mundo nas pessoas.
E no corpo humano existe um acelerador de envelhecimento. As doenças. Elas aumentam o número de reações químicas que ocorrem em nosso corpo, produzindo uma degradação de energia biológica muito maior.
Concluindo
Todo trabalho precisa ter sua conclusão. Chegamos ao ponto final, em que explicamos porque o corpo envelhece, bem como porque os sistemas químicos se degradam.
