Energia em Sistemas confinados - II

No post anterior tratamos de uma analogia com Sistemas confinados, e utilizamos para isto a Família. 

Mas nossa preocupação, em termos de Sistemas, é com a Família ?

Não. Nossa preocupação é com os sistemas confinados que existem na ciência chamada Física. Tomemos como exemplo de sistema físico confinado concreto o átomo tradicional, com prótons, nêutrons e elétrons.

O Átomo, sistema confinado

O átomo é um "local familiar", onde o casal (pai e mãe) compõem o Núcleo Familiar, e os filhos são os elétrons. O Pai pode ser um Próton e a mãe um Nêutron, por exemplo (não vamos entrar em detalhes que possam provocar perguntas que nada tem a ver com as partículas fundamentais).

O Átomo, num determinado momento (a manhã do dia de aula), recebe uma quantidade definida de energia, e um de seus elétrons mais externos (um filho em idade de prestar exame vestibular) tende a se AFASTAR do núcleo familiar. No momento em que a energia é suficiente para isto, este elétron salta para o próximo orbital (o filho chega à cozinha, para tomar o seu café). Mais uma quantidade de energia, e o elétron pode superar o último orbital deste átomo, para poder se combinar a átomos vizinhos ou liberar um fóton de energia, voltando à sua posição fronteiriça do átomo de origem, ou até à sua posição original, no seu orbital convencionado.

Estranho e engraçado que neste Sistema Físico real é mais difícil entender porque um elétron continua no seu lugar energético, sem ser atraído pelo núcleo dominado por cargas positivas. Por que isto não acontece ?

O Quanta

O elétron, em cada átomo, só pode assumir órbitas definidas. Não pode ficar em 1/2 órbita e nem em um 1/3 de órbita. E existe um mínimo de energia possível que o elétron pode assumir. E este mínimo também não é fracionável, impossibilitando que ele "colapse" para o núcleo. Isto se expressa no afastamento mínimo (falamos de Afastamento no post anterior) que o elétron da primeira camada da eletrosfera é obrigado a observar. Para fins de analogia, usemos um campo de futebol. Se o núcleo do átomo for o centro do campo, a eletrosfera só começará nas arquibancadas. O início da arquibancada é o afastamento mínimo observado pelos elétrons, devido à energia mínima que ele tem. Esta quantidade é o menos quanta que um elétron pode conter. 

Como assim um mínimo ? Pense por oposição. Você já foi condicionado a aceitar a velocidade da Luz como a velocidade máxima que um sistema ou partícula fundamental pode atingir. Então aceite que pode existir uma energia mínima, não fracionável, pois assim é o Universo em que vivemos.

Se não existisse um Quanta, as paredes de seu quarto ficariam encolhendo e expandindo aleatoriamente, de acordo com a energia que estivesse transitando pela sua casa. Seus braços ficariam inchando e encolhendo aleatoriamente, as cadeiras, mesas e demais objetos, num espetáculo de terror. O mundo seria impossível de se viver. Objetos não teriam comprimentos definidos. Viveríamos num caos físico.

Conclusão

Osa Sistemas físicos confinados tem uma ordem definida e o Universo se baseia em princípios que possibilitam perceber sua organização.

Energia em Sistemas confinados - I

 Se este é um blog para leigos, vamos encetar o caminho mais fácil para um leigo entender o que é um Sistema confinado e esta misteriosa verdade chamada de Energia. Nossa tese é a de que estes conceitos precisam andar juntos, sem o que o entendimento da lógica da ciência chamada de Física fica fragilizado.

Família

Todo mundo conhece esta verdade chamada Família. De que ela se constitui, qual é o papel dos seus constituintes, o que ela estabelece, e como ela é vista ?

Como um Sistema, estabelecemos um limite físico para o estudo voltado à sua Energia chamado CASA. Mas a nossa mente é uma entidade aprisionada em paradigmas primitivos difíceis de se moldar às verdades realmente científicas. O que queremos dizer com isto ?

Suponhamos que toda a família heterodoxa (Pai, mãe e filhos) está em casa. Mas e se um filho (vamos nos limitar a um só estar saindo, para termos condições fáceis para analisar) sai para a escola ? Como vamos descrever a situação ? Quer dizer que ele DEIXA (SAI) ou ESTENDE o sistema chamado Família para a Escola ? Como vamos resolver esta situação ?

Quando este filho coloca o pé para fora de Casa (deixa o limite do sistema que estabelecemos), ele precisou de um motivo para sair. Ele sai dominado pelas ideias de (i) compromisso (acabar o seu curso), (ii) objetivo (adquirir um título ou certificado), (iii) provar para os pais a sua maturidade e (iv) desafiar a si mesmo (autoafirmação). Estas quatro ideias fazem o papel da Energia, neste caso, os desejos e anseios de uma pessoa de seguir a "roda da vida", a sucessão interminável das gerações. A palavra interminável descreve bem a energia. Mas de onde veio esta Energia conceitual ? Dos pais deste filho, que também seguiram caminho semelhante (excluímos os filhos desmotivados e os preguiçosos, que tem pouca ou nenhuma energia, e que não se prestam à uma discussão justamente sobre energia).

Energia, aqui e até o momento, é um conteúdo em pacote de tamanho definido. Mais especificamente, para um sistema humano, a Energia do ser humano para procurar cumprir o seu desígnio.

Afastamento

Vamos penetrar no sentido profundo ainda do ato do filho deixar o limite de sua Casa, para conseguir ir para a Escola (um outro sistema). Ele precisou dos 4 motivos enumerados, para atingir um estado de energia suficiente para tirá-lo de sua Zona de Conforto. Esta é o limite do Sistema. E o ato de sair para fora dos Limites do seu sistema inicial provocou e é conhecido como AFASTAMENTO (um desapego temporário para possibilitar resultados). Quando um constituinte de um Sistema recebe energia suficiente, ele consegue se afastar do seu Sistema atual.

Então, já podemos interpretar a Energia por uma de suas manifestações:

Afastar, mesmo que um pouco, um constituinte de seu Sistema.

A Zona de conforto deste constituinte é o seu lugar na sua Casa (o sistema) a que vamos chamar de orbital (o seu quarto, por exemplo). Um pouco de energia, como o som do despertador, faz este Filho se dirigir à cozinha, para tomar seu café e ir para a escola.

Mas, existem componentes que estão energizados com um conteúdo um milésimo inferior ao necessário para o afastamento (Limite energético), MESMO AINDA DENTRO DOS LIMITES DE SEU SISTEMA ATUAL. Como vamos encarar esta situação conceitualmente ?

Voltemos a este filho. Antes de sair, como um ser humano, ele precisa tomar o seu café (supondo que estamos falando de um tempo conhecido como manhã de um dia). Durante o café, ele olha para o relógio, e constata que faltam 2 minutos para sair A TEMPO DE CHEGAR A TEMPO DA PRIMEIRA AULA e experimenta a ANSIEDADE. Isto envolve o (iii) provar a sua maturidade, pois a pontualidade é um dos requisitos do homem maduro.

O que representa este sentimento humano de Ansiedade ? Ele representa o que vamos observar em muitos sistemas físicos ...

O potencial ou Potência

Quanto mais próximo do horário de sair estiver este Filho que estamos analisando, maior será o seu potencial. Ele está energizado (ansioso) com a Potência necessária para sair. Aliás, em termos humanos, a ansiedade torna a pessoa dividida. Fisicamente, ela está dentro de casa, mas em sua mente ela já está querendo estar na escola, pois sua Energia está elevada. Guarde bem esta analogia, para compreender as transições de estado quando um componente do sistema recebe energia.

Mas espere um momento ? Estamos dizendo que somente um Componente do Sistema foi energizado ? Quando falamos de Sistemas Confinados, a energia age sobre o seu TODO e não por partes. No caso em estudo estamos fazendo uma analogia, e analogias nem sempre são completas. Mas podemos utilizar um expediente simples. Ao passar no vestibular, este Filho provocou a (a) Felicidade, o (b) Entusiasmo e as (c) Expectativas de seus pais e dos irmãos em relação às novas experiências e ao progresso deste Filho. Desta forma, todo o Sistema Família ficou energizado. O fator (iii), provar a sua maturidade , está agindo como o principal tipo de energia que representa as (c) expectativas do pai do rapaz. Nosso problema de expressar a Energia do Sistema está resolvido. No dia em que a família viu o resultado do vestibular que o filho fez, ela recebeu esta quantidade de energia. Surgiu na Família a motivação para prosseguir, mesmo com as despesas em vista e com o vislumbre do esforço que este filho teria que fazer para concluir o seu curso.

Conclusão Parcial 1

Até aqui compreendemos, por analogia com a família, os Limites e alguns exemplos de expressões da Energia de um Sistema. Aqui a Energia está associada à Ansiedade (como potência) e ao Afastamento (como expressão palpável dos efeitos da Energia).