Observação : Este texto é reproduzido no Holorressonância , sob autorização do autor, com o objetivo de desmistificar o conceito de energia, responsável por muitas das interpretações errôneas dos fenômenos psi propagadas pela mídia em geral.

1 Introdução

O objetivo deste texto é o de esclarecer algumas questões ligadas à definição de energia usada por cientistas. A definição de tal conceito pertence à alçada da Física.

Pretendemos abordar aqui as questões abaixo, recorrendo o mínimo possível a formalismos matemáticos.

• O que é energia?
• Matéria e energia são a mesma coisa ou uma pode se transformar na outra?
• É verdade que a quebra de ligações químicas pode liberar energia, conforme sugerido, por exemplo, em livros de Bioquímica?
• O conceito de partícula-onda está ligado ao de massa-energia?
• A personalidade humana é um tipo de energia?

Ao longo do texto, utilizaremos freqüentemente a expressão sistema físico ou, abreviadamente, sistema. Esta expressão significa algum objeto, ou coleção de objetos, uma porção qualquer do Universo ou até todo ele.

2 O que é energia?

Popularmente, esta palavra adquire diversos significados. Vamos nos concentrar aqui no conceito usado na Física.

A energia é uma propriedade dos sistemas físicos que faz com que eles sofram (ou não) alterações com o tempo.¹

3 Matéria e energia são a mesma coisa?

Não. Mas massa e energia são sempre proporcionais.

A massa é a medida da inércia de um sistema. A inércia de um sistema pode ser entendida como a dificuldade ² que teremos para fazê-lo sofrer uma aceleração (ou desaceleração, o que é perfeitamente equivalente).

Já a energia é uma espécie de medida do “potencial para mudanças” de um sistema, conforme comentamos acima.

A palavra matéria tem sido usada de forma não muito bem definida e tem pouco significado do ponto de vista científico. As tentativas de definições que surgem com mais freqüência não são muito consistentes.

Embora massa e energia sejam coisas, em princípio, totalmente diferentes, a Teoria da Relatividade de Einstein prevê que elas são sempre proporcionais, segundo a fórmula

Algumas pessoas concluem da fórmula acima que massa transforma-se em energia e vice-versa. Mas isso é incoerente com esta fórmula, pois ela diz que sempre que uma destas grandezas varia, a outra deverá variar proporcionalmente.

Uma fórmula que representasse a transformação de uma destas grandezas em outra poderia ser expressa assim:

E o que dizer do caso em que uma partícula encontra-se com uma antipartícula, sendo que ambas se aniquilam, transformando-se em um par de fótons?

Os fótons (partículas de que a luz é feita) não são feitos de energia pura? Não. A energia dos fótons é apenas uma de suas propriedades. Estas partículas têm também massa, por exemplo.

Mas não é verdade que os fótons são partículas que não possuem massa? Não. Acontece que a massa de qualquer sistema (que pode ser uma partícula como um fóton) depende de sua velocidade. Quanto mais próxima esta velocidade estiver da velocidade da luz, maior será a massa da partícula. O que o fóton não tem é massa de repouso, isto é, se conseguirmos parar um fóton, então ele não terá massa (e nem existirá).

Sistemas em movimento possuem uma forma de energia chamada energia cinética (além de outras, em muitos casos). Assim, se aumentarmos a velocidade de um objeto, estaremos fornecendo-lhe energia cinética, o que aumenta sua massa, de acordo com a fórmula E=mc².

4 Energia de ligação

4.1 Energia potencial

Para entender o que é energia de ligação, precisamos saber o que é energia potencial.

Imagine que você pega uma pedra que está no chão, ergue-a e a segura a uma certa altura do solo. Se você soltá-la, ela ganha velocidade para baixo (aumenta sua energia cinética) até chocar-se contra o solo.

A energia cinética que a pedra foi acumulando até chegar ao solo corresponde à mesma quantidade de energia que você lhe forneceu ao erguê-la.

Mas onde estava a energia quando a pedra estava no alto. Podemos considerar a energia como estando na interação do campo gravitacional da Terra com a pedra. Esta é a energia potencial.

4.1.1 Energia potencial positiva

Vejamos um outro exemplo. Se você tenta aproximar dois objetos com carga elétrica positiva, eles “tentam” resistir (existe uma força que tende a separá-los). Para aproximá-los, você precisa vencer esta força. Ao vencer a força de repulsão, você está aumentando a energia potencial (de interação) dos objetos carregados. Quando você libertá-los, a energia potencial será liberada na forma de energia cinética.

Se os objetos estiverem tão distantes a ponto de praticamente não interagirem, podemos considerar sua energia de interação, ou energia potencial, como sendo aproximadamente zero.

Quando você aproxima cargas elétricas que se repelem (ou seja, possuem o mesmo sinal), você está fornecendo energia ao sistema. Se a energia potencial era nula antes de você fazer isso, ela se torna positiva após o processo.

Quando a energia potencial é positiva, o sistema tende a desfazer-se. No caso do exemplo acima, os objetos com cargas elétricas iguais acabam se afastando se você pára de tentar aproximá-los.

4.1.2 Energia potencial negativa

Consideremos agora o caso em que lidamos com dois objetos, um com carga elétrica positiva e outro com carga elétrica negativa. Eles tendem a se atrair.

Imagine agora que eles estão inicialmente próximos um do outro. Quando você tenta afastá-los um do outro, você percebe uma força que tende a reaproximá-los (força de atração).

Se você os afasta um pouco e depois os solta, eles ganham velocidade de aproximação, isto é, aumentam sua energia cinética.

Quando você faz força e separa os objetos, você está fornecendo energia ao sistema. (O sistema é formado pelos dois objetos e mais o campo de forças pelo qual eles interagem).

Se você fornece suficiente energia ao sistema a ponto de separar os objetos a tal distância que a força de atração entre eles seja imperceptível, então você terá trazido o sistema a uma situação em que a energia potencial (de interação) é praticamente nula.

Agora note: você teve de fornecer energia ao sistema para que a energia potencial chegasse a ser zero. Isto significa que a energia potencial era negativa quando os objetos estavam próximos.

Quando a energia de interação (potencial) entre dois objetos é negativa, então os objetos tendem a permanecer juntos.

Quanto mais negativa for a energia potencial, mas difícil será separar os objetos ligados por ela.

4.2 Energia de ligação molecular

Quando falamos em “energia de ligação molecular”, estamos nos referindo a energia de interação (ou potencial) entre átomos de moléculas.

Para que uma molécula tenha alguma estabilidade, é necessário que a energia de cada uma de suas ligações seja negativa. Se a energia de uma “ligação” fosse positiva, então a ligação se desfaria espontaneamente.

Isto significa que você nunca pode obter energia a partir de quebras de ligações moleculares, como sugerem alguns livros de Bioquímica, por exemplo. A quebra de uma ligação molecular sempre consome energia.

A estas alturas, alguem poderia dizer: “Isso não pode ser verdade. Ao rompermos as ligações da molécula de álcool etílico na combustão, por exemplo, há liberação de energia!”

Realmente, há liberação de energia nessa reação, mas não por causa da quebra das ligações do álcool. A combustão do álcool pode ser representada parrcialmente pela fórmula

O que ocorre então? Para romper as ligações do álcool e do gás oxigênio, é preciso fornecer energia ao sistema. É por isso que precisamos aproximar uma fonte de energia térmica ao álcool para iniciarmos a combustão.

Se a energia fornecida inicialmente for suficiente, romperá as ligações de muitas moléculas de álcool e de gás oxigênio, sendo que alguma energia é absorvida no processo.

Mas os átomos (e radicais livres) não permanecem isolados. Eles se recombinam para formar moléculas de gás carbônico e água. Estas moléculas, por sua vez, são mais fortemente ligadas do que as moléculas iniciais, isto é, possuem energia de ligação mais negativa. Isto significa que a energia liberada na formação de gás carbônico e água é maior do que a energia absorvida pela quebra das ligações das moléculas originais (álcool e oxigênio). A energia excedente serve, parcialmente, para quebrar outras ligações de álcool e oxigênio, realimentando o processo.

O mesmo se aplica a processos bioquímicos envolvendo ATP (adenosina trifosfato). Esta molécula tem facilidade para perder um dos seus grupos fosfato, isto é, a energia de interação de um dos fosfatos com o resto da molécula é pouco negativa.

Desta forma, para separar um dos fosfatos do ATP, você precisa fornecer pouca energia à molécula (ela absorve e não libera energia quando se quebra). Mas quando o fosfato se liga a outras moléculas ou íons, o sistema libera mais energia do que a que foi consumida na quebra do ATP.

5 Partícula-onda e energia

Em comentários na área da Filosofia da Ciência, têm surgido autores afirmando que “matéria se transforma em energia” e que isto corresponde à passagem do comportamento corpuscular das partículas ao comportamento ondulatório.

Isso é uma confusão impressionante. Todas as partículas apresentam tanto comportamento ondulatório quanto comportamento corpuscular (possuindo localização no espaço), embora cada um destes comportamentos tenda a suprimir o outro.

Convém mencionar de passagem que a “dualidade partícula-onda” não é misteriosa, mas decorre naturalmente de princípios bem conhecidos.

E também nada tem a ver com a relação de proporcionalidade entre massa e energia total.

6 Espírito é um tipo de energia?

Não. Espírito e energia são tão diferentes quanto água e fogo.

O conceito de espírito está ligado ao conceito de informação. Informação pode ser destruída. Energia não. Este é apenas um exemplo de diferença entre ambos.

Infelizmente, um aprofundamento deste assunto envolveria conceitos mais complexos do que aqueles que pretendíamos utilizar aqui.