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Julho de 2003 Thread: Velas Solares: Furadas? |
Em 5 de Julho de 2003 Marcelo Kunimoto postou na Ciencialist a mensagem de número 25212 sob o título "Velas Solares: Furadas?" na qual comentava um artigo saído na revista NewScientist sob o título Solar sailing 'breaks laws of physics'.
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Mensagem 25218
05/07/2003
Marcelo Kunimoto escreveu, na msg 25212:
Ciencialisteiros, por favor corrijam-me se tiver escrito alguma besteira, e comentem! O tema é muito relevante...
Caro Marcelo
Parabéns pelo achado, o assunto é deveras interessante. Um pequeno comentário, não a sua síntese, que está muito boa, mas ao trabalho do autor Thomas Gold. Parece-me que ele está confundindo "radiação térmica" com calor. Não, não é! Radiação térmica é um tipo de radiação luminosa que difere do conceito vulgar de luz tão somente pelo valor observado para o que se convencionou chamar "comprimento de onda" ou então freqüência. Luz não é calor, logo radiação térmica não pode ser pensada como sinônimo de calor. Da mesma forma que é possível, em teoria, converter 100% da energia luminosa em trabalho e de maneira reversível, também seria possível, em teoria, converter 100% da energia da "radiação térmica" em trabalho também de maneira reversível. Mas isso não significa dizer que o calor foi totalmente convertido em trabalho de maneira reversível. O calor sequer participou deste processo.
Calor é uma energia em trânsito e definida por seus efeitos. Uma maneira bastante elementar de conceituar calor seria: "Calor é o que passa de um corpo quente para um corpo frio em virtude exclusivamente de diferenças de temperatura." Um corpo não "possui" calor, mas tão somente recebe ou cede calor. O quanto ele recebeu ou cedeu pode ser avaliado pela variação na sua temperatura. A temperatura é uma propriedade macroscópica logo o calor, visto por esse ângulo, é também uma propriedade macroscópica. Se o Sol emite luz, não importa a que freqüência, ele está simplesmente emitindo luz. Não está havendo transferência de calor em virtude de diferenças de temperatura, mas tão somente um transporte de energia da matéria solar para o vácuo. Essa energia luminosa, chamêmo-la de térmica ou não, estará afeta ao segundo princípio da termodinâmica somente após o calor ser "absorvido" por um outro corpo a manifestar um aquecimento (a ser notado por uma diferença de temperatura). Se ela for refletida por um espelho perfeito, a segunda lei não entrará em jogo, pois não há degradação da energia luminosa, e a entropia do universo considerado se mantém inalterada.
Apesar da crítica ao artigo, disse acima que o assunto é deveras interessante. Realmente é e não só pelo que comentei, mas pelo que está por trás de tudo isso. A meu ver, o autor cometeu um erro muito grave, mas isso se deve, dentre outras coisas, à termodinâmica ter parado no tempo e no espaço. Ela evoluiu na periferia, mas conservou suas bases conceituais intactas. Enquanto os físicos modernos preocuparem-se tão somente com essa periferia, deixando de lado a procura por algo sólido a embasar o conceito de entropia, erros desse tipo irão aparecer na literatura.
Porque a segunda lei é como é? Ninguém sabe e poucos procuram saber. Eu tenho uma idéia a respeito, mas o Olimpo Acadêmico recusa-se até mesmo a comentá-la. Está em Variáveis escondidas e a termodinâmica.
Se tudo o que afirmei acima estiver errado, restarão ainda os seguintes aspectos, também bastante controvertidos, à luz das idéias apresentadas pelo autor:
- Reação de radiação: O que é de fato? Existe radiação com conteúdo nulo de energia? Já debati muito esse assunto aqui na Ciencialist.
- Conservação de momento: Que dizer à luz do trabalho do Gold, supondo-se que ele esteja certo?
- Relatividade: Será que ela resiste às afirmações de Gold, assumindo-se que ele esteja certo? E se não estiver? Será que a relatividade resiste ao que apresentei acima? Talvez sim, mas neste caso precisaríamos apelar para uma explicação diversa da minha. Neste caso sugiro a leitura de "Evidence for a Close Link Between the Laws of Thermodynamics and the Einstein Mass-Energy Relation", de Jean-Louis Tane.
Alberto
Mensagem 25379
09/07/2003
Resposta à mensagem 25372 de Roberto Belisário
Olá Belisário
Não tenho nada a acrescentar a seus comentários a não ser chamar a atenção do leigo que a sua abordagem não é contrária à minha, apenas estamos analisando a experiência sob prismas diversos.
O autor fala muito nas idéias de Carnot, um físico do início do século XIX. As idéias de Carnot foram firmadas observando-se o comportamento fenomenológico do macrocosmo, o mundo em que vivemos, e têm-se mostrado válidas nos dias atuais. Nada impede que extrapolemos essas idéias para o microcosmo, mas procurei adotar a versão mais simples, concluindo que mesmo sob essa versão elementar o autor comete erros grosseiros.
Na minha msg falo em temperatura como uma propriedade macroscópica, e você fala em temperatura associada à radiação. Isso poderá parecer conflitante para o leigo, e não vou aqui dissecar o assunto, apenas deixar explícito que não existe conflito algum, pois estamos falando de coisas diversas. Como você deu a entender, existe uma temperatura "associada" à radiação, o que não deixa de ser um artifício bem bolado. Por outro lado, você focaliza bem um assunto sob aspectos que preferi apenas chamar a atenção no final da msg, pois, como todos sabem, a minha visão da física é bem diversa daquela adotada tradicionalmente pela comunidade científica internacional. Esses aspectos são principalmente a "reação de radiação" e a "conservação de momento" associada. Percebe-se, pela consulta a uma literatura séria, que esses assuntos ainda não estão perfeitamente esclarecidos, mas de qualquer forma, tanto na versão macrocósmica, quanto na versão microcósmica, tudo indica que o autor do artigo pisou feio na bola.
Não sei qual seria a opinião dos físicos modernos, mas creio que mesmo constatando-se um efeito Doppler, a contrabalançar a energia cedida ao espelho, parece-me que se o espelho for "perfeito" a entropia do Universo não sofrerá alteração, pois não estou conseguindo caracterizar nenhuma degradação de energia (a se traduzir macroscopicamente como calor) nesse processo. Degradação de energia ocorre sim junto à fonte da radiação (Sol), mas isso é outra história, pois a fonte não está aqui sendo levada em consideração. Uma vez emitida a radiação, nada está acontecendo a caracterizar uma produção de calor.
Macroscopicamente poderíamos, alternativamente, pensar no funcionamento de uma máquina térmica cuja fonte fria estivesse no zero absoluto de temperatura. Essa máquina teria um rendimento de 100% sem contrariar o princípio de Carnot. Nesse caso estaríamos considerando a temperatura do vácuo (mas não a temperatura "associada" à radiação) como identicamente nula. O vácuo poderia ser a fonte fria, e a radiação refletida seria aquela que está retornando à fonte fria pelo sistema (espelho). Falta fechar o ciclo, pois o espelho (a substância de trabalho, no caso) está se movendo, mas isso não seria nenhum empecilho teórico. O estranho é que a fonte quente também seria o vácuo e também estaria na temperatura identicamente nula, se bem que seria aquele vácuo a conter radiação "associada" a uma temperatura mais elevada. Sei não, acho que estou viajando!!!!
Pensarei nisso mais tarde.
Uma máquina térmica funcionando entre dois zeros absolutos!!! De qualquer
forma, é só assim que consigo no momento enxergar a radiação luminosa como
calor.[ ]´s
Alberto
Mensagem 25405
10/07/2003
Resposta à mensagem 25389 de Luiz Ferraz Netto
Olá Léo e demais Ciencialisteiros
O Radiômetro original de Crookes (1873) realmente girava ao contrário pelos motivos apontados pelo Léo na msg 25389. Para uma explicação mais detalhada vide How does a light-mill work? (artigo em inglês) e para observar o giro clique aqui.
Com giro ao contrário (como mostra a figura) ele serve para mostrar a possibilidade da conversão de energia luminosa em mecânica, mas não mede a pressão de radiação, ao contrário do suposto por Crookes (e parece que até Maxwell convenceu-se desta falsa realidade). A falácia foi desfeita por Reynolds em 1879 em trabalho reconhecido e criticado por Maxwell. A utilização do instrumento como algo a medir a pressão de radiação somente deixou de ser um sonho 28 anos mais tarde, a partir de 1901, graças aos trabalhos de Lebedev, Nichols e Hull.
[ ]´s
Alberto
Mensagem 25432
13/07/2003
Na msg 25431, Kentaro Mori indicou uma referência:
Velas solares: Planetary Society responde Louis Friedman, da Planetary Society (que dever´lançar uma vela solar), responde às idéias de Thomas Gold: http://www.planetary.org/solarsail/ss_and_physics.html [este link não estava funcionando em janeiro de 2010]Lá pelas tantas, o artigo citado diz:
Gold's argument seems to neglect the quantum mechanics particle nature of light. He argues based solely on 19th century thermodynamics of heat engines.Discordo frontalmente deste posicionamento assumido por Louis Friedman. De acordo com a termodinâmica do século XIX, até prova em contrário válida nos dias atuais, as idéias de Gold representam uma afronta ao bom senso, como espero ter deixado claro em msgs anteriores desta thread. A argumentação de Friedman está bem em acordo com a "lavagem cerebral" que tenho denunciado com frequência aqui na Ciencialist.
Os adeptos dessa "lavagem cerebral" sustentam o seguinte: Em dúvida, fale mal da física clássica, pois aqueles que poderiam defendê-la já estão mortos ou vivem no ostracismo, e os jovens rebeldes, caso queiram fazer carreira no Olimpo Acadêmico, acabarão se conformando em ter de engolir qualquer asneira que for dita neste sentido. Enfim, tudo isso cheira-me a "sinais dos últimos tempos", pois o apocalipse quantum-relativista está dia-a-dia mais próximo, e os físicos modernos não estão mais conseguindo sustentar suas idéias através de argumentos consistentes.
[ ]´s
Alberto
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