Pensitivo!

Podemos considerar aqui dois sistemas: sistema aberto e sistema fechado.

Sistema aberto é aquele no qual entra ou sai matéria, como por exemplo o corpo humano. Um sistema fechado, como o próprio nome diz, proíbe a entrada e até mesmo saída de matéria (massa).

Agora, uma coisa é interessante. Mesmo que este sistema seja fechado, ele permite transferência de calor em trânsito nas suas fronteiras. Suponhamos que o corpo humano fosse um sistema fechado. Mesmo proibida a entrada e saída de massa, é possível que na fronteira (pele desse corpo) haja uma troca de calor entre o meio externo (vizinhança) e este ser humano (que não come e não evacua – sistema fechado). Nem respira também, muito menos transpira. De certa forma esse fenômeno é hipoteticamente fantástico.

Consideramos novamente que o ser humano seja um sistema fechado. Suponhamos agora que a taxa de transferência de calor desse sistema fechado seja NULA. Isto é, não existe de maneira alguma entrada ou saída de calor neste ser humano fantasia (ou fictício). Ou melhor, a energia interna desse sistema – fazendo uma suposição real e ao mesmo tempo super abstrata – não varia, o que é bastante coerente pelo fato de não entrar nem sair calor em trânsito nas vizinhanças. Esse tipo de situação, onde não existe troca de calor em trânsito, é adiabático. O ser humano, neste exemplo fictício, é considerado um sistema fechado adiabático.

Se este corpo humano fantasia não for considerado adiabático, evidentemente ele vai trocar calor com as vizinhanças. Imagine – numa outra situação surreal – que este corpo humano (sistema), ao invés de absorver calor, seja um corpo exotérmico e FECHADO. Em outras palavras, que este corpo seja fornecedor de energia para o meio externo.

Não seria incrível? Um ser humano fornecendo calor para o meio sem necessidade de trocar massa (sistema fechado) com a sua vizinhança. Mas como um bom ser humano real, é preciso descobrir alguma maneira de aproveitar esse calor. Simplesmente ele vai trocar calor com o meio externo, dando esse brinde para a natureza (vizinhança)? Não, não. O homem real não pode aceitar uma coisa dessas.

Existem duas possibilidades. Consideremos que na primeira situação a vizinhança seja uma sujeita arrogante, ou que esse meio externo recuse a amizade calorosa do sistema fechado negando esse fornecimento de calor. Nesta situação, podemos cobrir este corpo humano com algum sistema refratário. Primeiro, é necessário colocar uma primeira camada de material refratário, e é necessário, evidentemente, fazer alguns cálculos para obter a espessura dessa parede refratária. Sabemos também que esse cálculo é obtido em função da quantidade de calor que sai do corpo, da diferença de temperatura entre este corpo e a vizinhança (meio ambiente) e principalmente pela resistência que esse material refratário oferece pela passagem deste calor. Quanto maior a resistência, menos calor vai atravessar a fronteira (pele) desse fictício ser humano. Depois da camada refratária, é interessante colocar uma camada posterior de algum material isolante.

Pronto. A vizinhança ficará feliz e este ser humano (sistema fechado exotérmico) empacotado de materiais sobre a sua pele (fronteira entre o sistema e a vizinhança) irá sofrer um pouco mais na sua locomoção, com este excesso de peso.

A outra possibilidade não deixa de ser uma personalidade oposta da vizinhança. Que ela se interesse demasiadamente por esse calor! Podemos considerar dentro dessa possibilidade duas situações. Uma é que a vizinhança seja bacana, legal. Na outra, que a vizinhança tenha uma personalidade exploratória, que ela seja gananciosa, que explore arduamente a energia desse sistema fechado que fornece tanta energia sem controle. De qualquer modo, por que não cobrir novamente essa pele (fronteira do sistema)? Só que, ao invés de um material refratário, seria necessário utilizar um material que consiga absorver este calor que tal sistema fechado oferece. Para não complicar muito, consideremos um sistema de água (isso mesmo, água) encamisando este belo e exotérmico corpo humano fictício. O que acontece com essa água fria? Ela vai esquentar e podemos aproveitá-la com alguma coisa ou algum mecanismo. Se a vizinhança for super legal, ela apenas vai admirar esse belo corpo que gera energia.

Se esta vizinhança for exploradora e gananciosa, este sistema fechado exotérmico, coitado, vai sofrer, vai ser explorado abusivamente. Maldita seja essa vizinhança! Que sujeita má! Que crueldade! Pois bem, a vizinhança pode juntar uma centena de sistemas fechados exotérmicos e colocá-los na região inferior de alguma cápsula semi-aberta. No topo desta cápsula, pode existir uma chaminé vertical que, à medida que aumenta a sua altura, diminui a sua área transversal, como todas as chaminés. Pode-se perceber, claramente, que o bico das chaminés têm um diâmetro menor do que no seu fundo. Esta situação nos oferece uma condição óbvia de conservação de massa (equação da continuidade), pelo fato de que a velocidade do ar desta chaminé aumenta à medida que esta área transversal diminui. Afinal, a sua vazão (do ar) é a mesma. Além disso, ao longo dessa chaminé, efeitos de transferência de calor (diferença de temperatura entre o fundo e o topo da chaminé) também favorecerão o transporte desse ar quente da cápsula para o topo da chaminé. Dessa maneira, haverá um transporte ascendente de ar na região da chaminé, pelo fato da cápsula fornecer energia através dos sistemas fechados isotérmicos. Para aproveitar energeticamente esse transporte de ar, é necessário colocar na parede da chaminé algumas turbinas, e são justamente estas que irão absorver a energia oferecida pelos sistemas exotérmicos em série. É o mesmo princípio de uma hidrelétrica, contanto que o fluido de escoamento seja o ar quente gerado pelos corpos exotérmicos dentro da cápsula e não a água potencial do rio.

Essas, portanto, podem ser algumas dentre várias formas de explorar esses sistemas fechados que fornecem calor para a vizinhança.

O ser humano é um sistema aberto. Ela precisa de adquirir massa para consumir diariamente suas 2.000 calorias (considerando grosseiramente que crianças e idosos consomem a mesma quantidade de energia de um adulto e que não haja diferença de consumo em sistemas diferentes como homens e mulheres ou magros e gordos). Ao longo de toda a sua vida, o ser humano tem que se alimentar, respirar (entrada de massa) e evacuar, transpirar e outras excreções (saída de massa). Para que o seu metabolismo funcione adequadamente, é necessário controlar sua temperatura idealmente a mais ou menos 36 graus Celsius. Isso demanda uma quantidade de energia do meio externo (vizinhança) para a sua necessidade de sobrevivência biológica. Dessa maneira, ocorre o inverso dos exemplos anteriores, somente que, neste exemplo real, o sistema é aberto e a forma de energia que ele absorve do meio se dá através das reservas energéticas individuais da matéria que ele ingere. Como temos quase 7 bilhões de seres humanos (sistemas abertos) que consomem essa média de 2.000 calorias, percebe-se que este enorme somatório (a humanidade como um todo) precisa abusar da vizinhança. Temos, portanto, um problema de superpopulação de sistemas abertos no nosso planeta.

Através dessa óptica, é necessário descobrir uma maneira de minimizar a exploração abusiva das vizinhanças, de modo que cada sistema consiga se interagir sustentavelmente com ela. Infelizmente, o ser humano não é um sistema fechado, muito menos adiabático.

Assim falou desesperadamente a vizinhança.

P.S.: Este post é a parte II de Safado, Demasiado Safado.