domingo, 27 de fevereiro de 2011

Paradoxo - Aquiles e a tartaruga

Olá, pessoal!

Esse post é para quem gosta de Filosofia!

Estava lendo sobre alguns paradoxos e achei um bastante interessante do filósofo Zeno de Eléia (490 a.C. - 430 a.C.). Fala sobre a corrida de Aquiles (o herói grego) contra uma tartaruga. Com este paradoxo, podemos refletir sobre conceitos matemáticos, físicos e, claro, químicos. Abaixo segue a transcrição do paradoxo tirado da Wikipédia (http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxos_de_Zeno). Boa leitura e reflexão:
Aquiles, o herói grego, e a tartaruga decidem apostar uma corrida de 100m. Como a velocidade de Aquiles é 10 vezes a da tartaruga, esta recebe a vantagem de começar a corrida 80m na frente da linha de largada.

No intervalo de tempo em que Aquiles percorre os 80m que o separam da tartaruga, esta percorre 8m e continua na frente de Aquiles. No intervalo de tempo em que ele percorre mais 8m, a tartaruga já anda mais 0,8m; ele anda esses 0,8m, e a tartaruga terá andando mais 0,08 metros. Esse raciocínio segue assim sucessivamente, levando á conclusão de que Aquiles jamais poderá ultrapassar a tartaruga, uma vez que sempre que ele se aproximar dela, ela já terá andado mais um pouco. Em termos matemáticos, seria dizer que o limite, com o espaço entre a tartaruga e Aquiles tendendo a 0, do espaço de Aquiles, é a tartaruga. Ou seja, ele virtualmente alcança a tartaruga, mas nessa linha de raciocínio, não importa quanto tempo se passe, Aquiles nunca alcançará a tartaruga nem, portanto, poderá ultrapassá-la.

Esse paradoxo vale-se fortemente do conceito de referencial. Dada uma corrida somente de Aquiles, sem estar contra ninguém, seu movimento é ilimitado. Ao se colocar, porém, a tartaruga, cria-se um referencial para o movimento de Aquiles, que é o que causa o paradoxo. De fato, o movimento dele é independente do movimento da tartaruga; se adotamos a tartaruga como um padrão para determinar o movimento dele, criamos uma situação artificial em que Aquiles é regido pelo espaço da tartaruga. É uma visão do problema que pode remeter à mecânica quântica e ao Princípio da Incerteza formulado por Werner Heisenberg em 1927. Esse princípio rege que quão maior a certeza da localização de uma partícula, menor a certeza de seu momento, e isso é implicado pela existência de um observador no sistema físico. Analogamente, o paradoxo de Aquiles e da tartaruga tem sua interpretação mudada conforme a existência ou não da última.

O paradoxo acima possui algumas incoerências as quais devem ser levadas em consideração:
Ao se afirmar que, por tal argumento explícito acima, Aquiles nunca alcançará a tartaruga, Zeno desconsidera qualquer reflexão sobre o que é o tempo. A conclusão de que a tartaruga sempre estará a frente se sustenta sobre o argumento de infinitos deslocamentos simultânteos, de Aquiles e da tartaruga, mas que representam sempre um décimo em relação ao deslocamento anterior. Analogamente, o tempo transcorrido para cada deslocamento irá ser de um décimo do tempo do deslocamento anterior. Logo, tem-se que o tempo transcorrido é uma progressão geométrica de razão inferior a "um", o que significa que somando-se os infinitos intervalos de tempo dessa progressão, haverá um valor limite ao qual a somatória converge. Encontra-se, então, uma incoerência no paradoxo, porque ele define que a tartaruga nunca será alcançada, porém a análise temporal demonstra que isto acontecerá apenas neste intervalo de tempo fixo.

Supondo agora uma extensão da mecânica quântica (ainda em discussão na comunidade científica) na qual o tempo pode ser caracterizado por unidades mínimas indivisíveis, o paradoxo perde sua lógica à medida que os intervalos de tempo se aproximam da unidade fundamental, na qual o valor absoluto da velocidade de Aquiles é superior a da tartaruga, e consequentemente haverá a ultrapassagem, tornando Aquiles o vencedor da corrida.

Até a próxima!

quinta-feira, 17 de fevereiro de 2011

Semicondutores

A condutividade elétrica dos metais é bastante elevada devido à estrutura deles, formada pelo que chamamos de mar de elétrons (elétrons livres na estrutura do metal):



Portanto, dizemos que os metais são condutores de eletricidade. Mas o que dizer dos semicondutores? são "semi-metais?"

Na verdade, semicundutores são sólidos cristalinos que possuem essa capacidade elétrica intermediária, atuando como condutor e isolante. Os semicondutores são formados, basicamente, de silício, o qual é formado por uma rede cristalina. Nesta estrutura cristalina, os átomos de silício estão unidos por ligações covalentes. O que sabemos é que esta estrutura cristalina só é possível numa temperatura próxima ao zero absoluto (0 kelvin ou -273 ºC). Assim, a estrutura fica estável e o material se comporta como ISOLANTE, pois os elétrons estão envolvidos nas ligações covalentes. À temperatura ambiente, a estrutura não é estável, e alguns elétrons "escapam" das ligações, ficando livres na rede cristalina. Nesse momento o material se comporta como CONDUTOR.

Para saber mais:

http://www.poli.usp.br/d/pqi2110/aulas/patricia/Lig%20Metalicas%20-%20Patricia.pdf

http://www.infoescola.com/fisica/semicondutores/

segunda-feira, 7 de fevereiro de 2011

Espectrometria e a estrutura molecular

Como sabemos que a molécula do metano é CH4? Como podemos ter certeza da sua geometria? 

Na química, temos vários métodos para determinação de fórmulas moleculares. As primeiras fórmulas eram determinadas por meios empíricos (ver os trabalhos de Cannizzaro e Dalton, por exemplo). A primeira proposição da fórmula da água foi feita a partir da relação entre os volumes de hidrogênio e oxigênio que reagiam.

Com o passar do tempo, outras substâncias, com estruturas mais complexas, começaram a ser descobertas e sintetizadas. A partir daí, outros métodos de identificação começaram a surgir. Um deles foi a espectrometria.

A partir da análise de alguns espectros, podemos identificar alguns componentes dos compostos, assim como também como eles estão dispostos no espaço.

Abaixo, vocês podem conferir alguns espectros (RMN-H e infravermelho) de algumas substâncias, os quais nos faz deduzir sua composição e disposição no espaço (clique na figura para melhor visualização):





Para saber mais:

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A04.pdf

http://www.uhu.es/quimiorg/rmn3.html
http://reocities.com/Vienna/choir/9201/espectrometria2.htm