A Energia pode ser convertida
em Matéria?
Resposta: NÃO !E=mc2
em Matéria?
Resposta: NÃO !E=mc2
Embora a resposta à esta pergunta seja, evidentemente, não, a resposta afirmativa é freqüentemente encontrada na imprensa e mesmo em livros textos conceituados de química. Surpreso? Pense bem. Se a resposta fosse afirmativa, dois princípios fundamentais da ciência, os princípios da conservação da massa e da energia, não seriam rigorosamente válidos. Na melhor das hipóteses, seriam aproximadamente verdadeiros. Além disso, se E=mc2, DE=Dmc2 e a razão DE/D m=c2. Como c, a velocidade da luz no vácuo é um número real, c2 é sempre positivo. Se em um sistema houvesse transformação de energia em massa, DE seria negativo, Dm seria positivo e a razão DE/Dmseria negativa, o que mostra a inconsistência do raciocínio.
| QMCWEBperguntou |
Na última edição, perguntamos: "A matéria pode ser convertida em energia?". Foi a maior votação da história do QMCWEB: 82 votos! Destes, 78 (95%) disseram "SIM". Apenas 5% estavam corretos... |
Qual a origem do equívoco? Podemos identificar pelo menos duas. A primeira, e talvez a mais importante, resulta da falha em distinguir apropriadamente entre o sistema e o resto do universo. A segunda resulta da desinformação sobre o que é mna equação E=mc2.
Da mesma forma que para utilizar corretamente a primeira lei da termodinâmica devemos posicionar adequadamente a fronteira que separa o sistema do meio para que a relaçãoDE(no sistema)=q+W(no meio) seja válida, aqui também precisamos definir com clareza o que está dentro do sistema e o que está fora dele (no meio). Se um sistema, no estado I (com energia E1), sofre uma transformação de estado com transferência de energia para o meio, a energia do estado II (após a transformação), E2 , será menor que E1 . A energia transferida para o meio será igual à variação de energia do sistema, ou seja, E(meio)=DE=E2-E1. Se somarmos E2 com a energia transferida para o meio, a soma será igual a E1, e o princípio da conservação da energia será obedecido. O que está escrito acima nos parece bastante familiar. Mas o que acontece com a massa do sistema? Para que DE/Dm=c2 , é necessário que m2< m1. Isto já não nos parece tão familiar, pois o sistema estaria perdendo energia, e, também, perdendo massa.
O problema é que poucas pessoas se dão conta de que o símbolo m na equação de Einstein representa a massa relativística, que é uma função da velocidade, e não a massa de repouso. A massa relativística está relacionada à massa de repouso pela equação:
m=m0 (1- v2/c2) -1/2 (1)
onde v é a velocidade do corpo e m0 a massa de repouso.
Analisemos um caso simples. Considere uma bola de futebol de massa de repouso m0. Se a bola estiver em repouso no campo, isto é, v=0, sua massa será m0 e sua energia m0c2. Se o Roberto Carlos der um pontapé na bola e ela adquirir uma velocidade v, sua energia será mc2 e DE=mc2-m0c2 ou DE=(m-m0)c2. Como todos os termos na equação 1 são positivos, m> m0 , e podemos dizer que a bola aumentou sua energia e também sua massa (massa relativística, evidentemente). Sua massa de repouso, m0 , no entanto, permanece constante.
| Sistema no estado 1 Massa=m1 Energia=E1 | ® | Sistema no estado 2 Massa=m2 Enegia=E2 |
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