WEBVTT

00:00:06.842 --> 00:00:09.968
Muitos dos objetos inanimados
que nos rodeiam

00:00:10.028 --> 00:00:11.878
parecem perfeitamente imóveis.

00:00:11.898 --> 00:00:15.473
Mas se observarmos atentamente
a estrutura atómica de qualquer deles,

00:00:15.493 --> 00:00:18.183
veremos um mundo em constante movimento.

00:00:18.213 --> 00:00:20.038
Átomos a esticarem-se, a contraírem-se,

00:00:20.067 --> 00:00:22.022
a saltarem, a agitarem-se

00:00:22.037 --> 00:00:24.538
ou à deriva por todo o lado.

00:00:25.158 --> 00:00:28.355
Embora esse movimento possa parecer
caótico, não é feito ao acaso.

00:00:28.415 --> 00:00:30.140
Os átomos estão unidos entre si

00:00:30.150 --> 00:00:32.499
e isso é válido para quase
todas as substâncias,

00:00:32.529 --> 00:00:34.981
que se movem segundo
um conjunto de princípios.

00:00:35.021 --> 00:00:39.466
Por exemplo, vemos as moléculas,
com átomos unidos por ligações covalentes.

00:00:39.666 --> 00:00:42.262
Há três movimentos básicos das moléculas:

00:00:42.322 --> 00:00:45.334
a rotação, a translação e a vibração.

00:00:45.656 --> 00:00:48.998
A rotação e a translação
movimentam uma molécula no espaço,

00:00:49.038 --> 00:00:52.166
mas os seus átomos
mantêm-se à mesma distância.

00:00:52.316 --> 00:00:55.548
A vibração, por outro lado,
altera essas distâncias,

00:00:55.608 --> 00:00:58.160
alterando a forma da molécula.

00:00:58.340 --> 00:01:02.518
Podemos contar o número de formas
diferentes de movimentos de uma molécula

00:01:02.688 --> 00:01:05.364
que corresponde
aos seus graus de liberdade,

00:01:05.374 --> 00:01:07.201
o que, no contexto da mecânica,

00:01:07.231 --> 00:01:10.570
significa o número de variáveis
que temos que ter em conta

00:01:10.590 --> 00:01:13.025
para perceber todo o sistema.

00:01:13.345 --> 00:01:17.909
O espaço a três dimensões
é definido pelos eixos x, y e z.

00:01:18.109 --> 00:01:22.894
A translação permite que a molécula
se mova na direção de qualquer deles.

00:01:23.034 --> 00:01:24.938
São três graus de liberdade.

00:01:24.988 --> 00:01:28.648
Também pode girar em volta
de qualquer desses três eixos.

00:01:28.758 --> 00:01:30.080
São mais três graus,

00:01:30.100 --> 00:01:33.162
a não ser que seja uma molécula linear
como o dióxido de carbono.

00:01:33.202 --> 00:01:37.347
Nesta, uma das rotações só faz girar
a molécula em torno do seu eixo

00:01:37.457 --> 00:01:41.207
o que não conta, porque não altera
a posição dos átomos.

00:01:41.747 --> 00:01:44.566
A vibração é um pouco mais complicado.

00:01:44.596 --> 00:01:47.209
Vejamos uma molécula simples,
como o hidrogénio.

00:01:47.269 --> 00:01:51.622
O comprimento da ligação que une
os dois átomos está sempre a mudar

00:01:51.682 --> 00:01:54.429
como se os átomos estivessem
ligados por uma mola.

00:01:54.479 --> 00:01:59.105
Esta alteração da distância é diminuta,
menos de mil milionésimos de um metro.

00:01:59.325 --> 00:02:01.691
Quantos mais átomos e ligações
tiver uma molécula,

00:02:01.711 --> 00:02:03.711
mais modos de vibração há.

00:02:03.791 --> 00:02:06.846
Por exemplo, uma molécula
de água tem três átomos

00:02:06.886 --> 00:02:10.164
— um de oxigénio e dois de hidrogénio —
e duas ligações.

00:02:10.214 --> 00:02:12.486
Isso dá-lhe três modos de vibração:

00:02:12.546 --> 00:02:13.964
alongamento simétrico,

00:02:14.014 --> 00:02:15.668
alongamento assimétrico

00:02:15.698 --> 00:02:17.226
e balanço.

00:02:17.226 --> 00:02:21.002
Moléculas mais complexas
têm modos de vibração mais sofisticados

00:02:21.042 --> 00:02:22.376
como balançar,

00:02:22.426 --> 00:02:23.707
abanar,

00:02:23.737 --> 00:02:25.105
e fletir.

00:02:25.145 --> 00:02:27.564
Se soubermos quantos átomos
tem uma molécula,

00:02:27.584 --> 00:02:29.814
podemos contar os seus modos de vibração.

00:02:29.844 --> 00:02:32.151
Começamos com o total
de graus de liberdade,

00:02:32.191 --> 00:02:35.237
que são o triplo do número
de átomos na molécula.

00:02:35.427 --> 00:02:38.797
Isso porque cada átomo pode mover-se
em três direções diferentes.

00:02:38.837 --> 00:02:41.633
Três do total correspondem à translação

00:02:41.653 --> 00:02:44.713
quando todos os átomos
se movem na mesma direção.

00:02:44.753 --> 00:02:49.240
E três, ou dois, para moléculas lineares,
correspondem a rotações.

00:02:49.430 --> 00:02:54.159
Todo o esto, 3N-6 — ou 3N-5
para as moléculas lineares —

00:02:54.189 --> 00:02:55.817
são vibrações.

00:02:56.057 --> 00:02:58.121
O que é que provoca todo este movimento?

00:02:58.141 --> 00:03:02.013
As moléculas movem-se
porque absorvem energia do ambiente,

00:03:02.043 --> 00:03:05.668
sobretudo sob a forma de calor
ou de radiações eletromagnéticas.

00:03:05.748 --> 00:03:08.485
Quando esta energia é transferida
para as moléculas,

00:03:08.515 --> 00:03:10.185
elas vibram, giram

00:03:10.221 --> 00:03:12.567
ou entram em translação mais depressa.

00:03:12.597 --> 00:03:14.124
O movimento mais rápido

00:03:14.144 --> 00:03:16.824
aumenta a energia cinética
das moléculas e dos átomos.

00:03:16.864 --> 00:03:20.642
Definimos isto como um aumento
da temperatura e da energia térmica.

00:03:21.122 --> 00:03:25.355
É este o fenómeno que o micro-ondas
usa para aquecer a comida.

00:03:25.445 --> 00:03:29.247
O forno emite radiações de micro-ondas
que são absorvidas pelas moléculas,

00:03:29.277 --> 00:03:31.543
em especial, as da água.

00:03:31.733 --> 00:03:33.659
Movem-se cada vez mais depressa,

00:03:33.699 --> 00:03:35.311
chocando umas com as outras,

00:03:35.351 --> 00:03:38.231
aumentando a temperatura
e a energia térmica dos alimentos.

00:03:38.401 --> 00:03:40.723
O efeito de estufa é outro exemplo.

00:03:40.773 --> 00:03:43.490
Parte da radiação solar
que atinge a superfície da Terra

00:03:43.520 --> 00:03:45.995
reflete-se de novo para a atmosfera.

00:03:46.055 --> 00:03:47.596
Os gases com efeito de estufa,

00:03:47.616 --> 00:03:49.876
como o vapor da água
e o dióxido de carbono,

00:03:49.906 --> 00:03:52.221
absorvem essas radiações e aceleram.

00:03:52.271 --> 00:03:54.943
As moléculas mais quentes,
de movimento mais tápido,

00:03:54.943 --> 00:03:57.653
emitem radiações infravermelhas
em todas as direções,

00:03:57.693 --> 00:04:00.766
incluindo na direção
da Terra, aquecendo-a.

00:04:00.826 --> 00:04:03.478
Este movimento molecular nunca acaba?

00:04:03.508 --> 00:04:05.940
Podíamos pensar que pararia
no zero absoluto,

00:04:06.000 --> 00:04:08.175
a temperatura mais fria que é possível.

00:04:08.215 --> 00:04:10.747
Nunca se conseguiu arrefecer tanto
qualquer coisa

00:04:10.787 --> 00:04:12.568
mas, mesmo que pudéssemos,

00:04:12.598 --> 00:04:16.453
as moléculas contnuariam a mover-se
devido ao princípio da mecânica quântica,

00:04:16.483 --> 00:04:18.461
chamado energia de ponto zero.

00:04:18.501 --> 00:04:22.907
Por outras palavras, tudo se move,
desde o princípio do universo

00:04:22.957 --> 00:04:26.600
e continuará a mover-se,
muito depois de desaparecermos.