O mamífero que consegue ficar 18 minutos sem respirar!

     

Já imaginou uma criatura que consiga sobreviver por 18 minutos sem respirar? Sem oxigênio? Pois é...um bichinho chamada rato-toupeira-pelado é um raríssimo mamífero capaz de realizar essa façanha. E isso está intrigando os cientistas, que obviamente vêem um grande potencial em aplicabilidades nos humanos advindos dessa fisiologia exótica apresentada por esses ratinhos, que são bem feiinhos...

     Eles vivem debaixo da terra, onde o oxigênio é escasso. Quando privados de oxigênio, eles deixam de utilizar glicose - essencial na respiração, pois culminará em ATP, uma espécie de "bateria" que guarda energia para ser consumida conforme a demanda do corpo -, para utilizar a frutose. Há uma perda de eficiência de produção energética quando se queima frutose e não glicose, mas os super ratos se adaptaram a isso. E é justamente essa adaptação evolutiva que interessa aos cientistas, pois entender esse mecanismo pode abrir portas para aplicações nos seres humanos.

Já imaginou se conseguirmos ficar uns 10 minutos sem respirar ? 

Até mais!


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Energia Cinética no dia a dia.

     

Certamente você já estudou energia cinética na escola. Mas já parou para pensar onde "ela" está no seu dia a dia? Bom, "ela" está em vários lugares! Por exemplo, quando você esta em um carro em movimento, em uma escada rolante, caminhando, pegando uma xícara de café ou em um elevador de um prédio.

 Você deve se recordar que energia cinética é uma energia associada ao movimento. Vamos relembrar a definição? Ec = (1/2)mv², onde m é a massa do corpo em kg e v sua velocidade em m/s. A unidade de energia é o Joule [J]. Obviamente, quando v = 0 m/s, Ec = 0 J. Isso quer dizer que o corpo está em repouso.

Vejamos uma situação do dia a dia: você está caminhando em direção à escola. Sua massa é 70 kg, e você está a uma velocidade média de 0,5 m/s. Qual sua energia cinética? Bom, basta substituir os valores. Veja:

Ec = (1/2).70.0,5² = 8,75 J. Essa é sua energia cinética. Se você começar a correr, digamos a 2 m/s, a energia aumentará para 140 J. Por isso, se você trombar com alguém correndo, é pior do que apenas andando.

Poderia dizer outros exemplos do seu dia a dia?

Férmions e Bósons

 

 Nas aulas de química no ensino médio, aprendemos que um elétron é endereçado no átomo através de quatro parâmetros (ou números quânticos), a saber: Número quântico principal (n), número quântico secundário, ou azimutal (l), número quântico magnético (m) e o número quântico spin (s).

    Esses quatro números juntos, são o "endereço" do elétron no átomo. E nenhum elétron pode ter o mesmo endereço; são solitários. Em 1925, Wolgang Pauli formulou o que ficou conhecido como "princípio da exclusão de Pauli", que enuncia a impossibilidade de dois elétron ocuparem o mesmo lugar em um orbital (ou terem os quatro números quânticos iguais). Lembrando que na mecânica quântica, o elétron se comporta como onda e partícula (princípio da dualidade), e chamamos de orbital, a região no espaço ao redor do núcleo atômico onde é máxima a probabilidade de encontrá-lo. 

    Resumidamente, n está associado ao nível de energia do elétron no átomo (camada k,l,m..); l à forma do orbital na qual o elétron pode se encontrar (são as subcamadas ou subníveis de energia); m diz respeito à orientação do orbital e s à orientação do momento magnético do elétron (para cima, para baixo).

    Pelo fato de ser impossível "estarem" em dois lugares ao mesmo tempo, e terem spin (s) -1/2 ou +1/2 (orientação para baixo e para cima, respectivamente), os elétrons são chamados de férmions. Podemos definir também os férmions como aquelas partículas que possuem spin semi-inteiro e obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Outras partículas que são férmions: quarks, pósitrons, múon, tal, etc.

   Existem partículas que podem estar em dois lugares ao mesmo tempo (podem possuir os quatro números quânticos iguais). São os chamados bósons (fótons, glúon, bóson W e bóson Z, etc.). Essas partículas possuem spin inteiro e não obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Isso quer dizer que dois bósons podem ocupar o mesmo lugar no orbital (podem ter os  quatro números quânticos iguais). Um exemplo ocorre no chamada condensado de Bose-Eisntein, onde um gás de bósons é resfriados a uma temperatura próximo a do zero absoluto (-273,15 C°). Nessa condição, essas partículas ocupariam estados muito baixos de energia conjuntamente, originando uma nova forma de matéria. Fenômenos de super fluidez são explicados por esse condensado.

   Por fim, na natureza ou temos bósons ou temos férmions. E graças às interações a nível microscópico dessas partículas, podemos vivenciar o mundo macroscópico.

    Até a próxima!

CAPACIDADE TÉRMICA

Jonas acordou com sua mãe lhe chamando. Já estava na hora de se arrumar para ir para escola, e aquela cama quentinha teria que ser abandonada. "Já vou, mãe...", disse Jonas sonolento. "Não demore! O café já está sendo coado...", disse sua mãe. Ele adora aquele cheirinho de café que se espalhava por toda casa. Isso lhe dava ânimo! Depois de uns dez minutinhos, Jonas se juntou a seus pais na cozinha para o dejejum. “Mais um minutinho e o café já estará pronto...”, disse sua mãe. Enquanto isso, Jonas ficou contemplando aquele bule no fogão, sobre aquela chama azulada, e lembrou da aula de calometria que tivera no dia anterior...

     Ao colocar o bule sobre a chama, esse recebe calor...(ah, sim! Jonas sabia que calor era a energia em trânsito; em movimento. Sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Voltemos à Jonas.) da chama, pois a chama está a uma temperatura maior do que a do bule. À medida que vai aquecendo, o bule vai ficando com uma temperatura maior do que a água em seu interior. A água então passa a receber calor do bule, que acarretará em aumento de sua temperatura, até a fervura para o delicioso café.

     Jonas sabia que quanto mais tempo o bule permanecesse sobre a chama, maior seria a temperatura do bule. Na aula de calometria, ele aprendeu que existe uma grandeza física para medir esse fenômeno: Capacidade térmica, ou simplesmente C. Ela é igual a quantidade de calor recebida pelo corpo dividida pelo aumento de temperatura resultante desse calor recebido. Sua unidade é caloria por grau Celsius.

     Jonas estava adorando estudar termodinâmica, disciplina da física que aborda a relação do calor com outras formas de energia e sua dinâmica (movimentação).Ele estava gostando também pelo fato de ver na prática o que se aprende na teoria. Isso faz toda a diferença. “Jonas, o café está esfriando...” disse sua mãe. “Na verdade, mãe, ele está perdendo calor...”E assim Jonas tomou seu delicioso café e foi rumo a mais um dia de aprendizagem na escola... 

ENTROPIA

Ao deixarmos uma xícara de chocolate quente sobre a mesa, perceberemos que, à medida que o tempo passa, a temperatura do saboroso chocolate quente vai diminuindo. Isso se deve a contínua perda de calor para o meio, e aqui meio engloba a xicara e o ar. Lembrando que o calor sempre flui do corpo com maior temperatura para o corpo de menor temperatura.

      Essa perda contínua de calor do chocolate quente para o meio, faz com que suas moléculas diminuam o grau de agitação, consequentemente, há uma redução do volume do chocolate quente, que aos poucos vai se tornando chocolate morno, até chegar a chocolate frio. Se focarmos nas moléculas ou átomos que constituem a bebida, perceberemos que a medida que o calor flui do líquido para o meio, haverá uma diminuição no grau de agitação dessas moléculas, que antes estavam freneticamente se movendo para todas as direções com certa ira; se chocavam fortemente na superfície interna da xícara e com outras moléculas do chocolate quente. Havia uma desordem acentuada, concorda?

     Pois bem, com a perda de calor, as moléculas ficaram mais organizadas; menos frenéticas. Já não estavam tão violentas! Consequentemente, houve um aumento da ordem; uma suavização de seus comportamentos, que ocasionou a redução de volume do chocolate e reduziu a pressão na superfície interna da xícara. Mas uma pergunta surge: Para onde foi esse calor? Algo deve ter ficado quente para que o chocolate quente esfriasse, não é verdade?  E o que ficou quente foi a xícara (que também perde calor para o ar) e o próprio ar, que recebeu calor diretamente do chocolate quente. Podemos dizer que a temperatura ao redor da xícara aumentou (o ar ficou mais quente) ao preço da diminuição da mesma na bebida. Em outras palavras: as moléculas de ar ao redor da xicara ganharam desordem (ficaram mais violentas).

     E se olharmos agora para essa região ao redor da xicara, também perceberemos que com o passar do tempo, ela irá se esfriar, ou seja, perder calor para o ar logo a frente, e assim por diante. Seguindo esse raciocínio de continuidade de perda de calor para algo a frente, e consequente diminuição de temperatura do corpo que perdeu calor, concluiremos que a desordem das moléculas SEMPRE aumenta no decorrer do TEMPO. E a grandeza física que mede essa desordem chama-se ENTROPIA. E como acabamos de concluir, ela sempre aumenta!!