Primeira lei da termodinâmica

A Primeira Lei da Termodinâmica diz que a energia total do universo é constante. Ou, dito de outra forma, a energia não pode ser criada nem destruída, mas pode mudar de forma. O princípio estende-se a massa, como relatado pela famosa equação de Einstein E=mc². [1]

Conservação de Energia

A primeira lei da termodinâmica também é conhecida como a lei da conservação de energia. Quando a quantidade de algo, como a energia, não muda, ela se conserva. Uma equação de equilíbrio de energia é usada para mostrar onde a energia está localizada em um sistema.

U=Q-W

U = energia interna no sistema, Q = calor no sistema, W = trabalho realizado pelo sistema

Perspectivas da Primeira Lei da Termodinâmica

Ciência da criação

De uma perspectiva criacionista, a primeira lei da termodinâmica faz sentido uma vez que a Bíblia diz que Deus completou a sua criação em seis dias. Portanto, ela apenas muda; nada novo é criado. E Deus, o Legislador das leis científicas, pode facilmente fazer exceções às suas leis (ou seja, fazer milagres), como as Escrituras afirmam que ele fez inúmeras vezes.

Ciência da evolução

A primeira lei da termodinâmica é, diferentemente de com os criacionistas, um problema de uma perspectiva evolucionista, uma vez que tal perspectiva precisa que a energia venha a existência naturalmente; essa perspectiva, diferente da dos criacionistas, não pode depender de milagres. A solução proposta pelos evolucionistas é a de que há energia negativa no universo que, quando combinada com a energia positiva do universo, resulta em zero de energia; alguns alegam que essa energia negativa está em energia potencial gravitacional. Esse conceito, porém, é seriamente falho.

Fórmula Matemática de Trabalho e Variação de Energia

Matematicamente, a energia é:

Onde,

= Variação de Energia

= Vetor força

= Vetor distância ao longo da qual a força atua

θ = Ângulo entre os vetores F e d

Se a força é negativa, então a massa é empurrada em uma direção negativa.

W = (-F)(-d) = Fd

O resultado é que o trabalho é ainda positivo. Para o trabalho ser negativo, a força teria de empurrar a massa na direção oposta a partir da qual ela é aplicada.

W = F(-d)

A força da gravidade é negativa como um vetor, uma vez que está sempre puxando a massa para baixo. Assim, a fórmula para a força da gravidade pode ser melhor escrita como:

F = força gravitacional.

M₁ = massa 1.

m₂ = massa 2.

r = distância entre o centro de cada massa.

G = a constante gravitacional.

A energia potencial (P) de um campo gravitacional é obtida pela integração da força da gravidade ao longo da distância de ∞ até r_o.

r_o = raio do corpo gravitando.

∞ = infinito.

Tal que:

Uma vez que G, m₁, m₂ e r_o são todos positivos, P é também positivo. Uma vez que P = energia potencial, a energia potencial de um campo gravitacional é positiva e não negativa. Isso falseia a ideia de que a energia potencial gravitacional é energia negativa. Foi feito trabalho sobre os efeitos da energia negativa, mostrando que ela iria produzir alguns efeitos que não foram observados na gravidade.

O último prego no caixão da noção de que a quantidade total de energia do universo é zero é que a energia negativa, teoricamente, deve ser seguida por uma quantidade maior de energia positiva de forma que a energia positiva possa ser sempre maior do que a energia negativa. Como resultado, a energia total do universo deve ser > 0.

Referências relacionadas

• First Law of Thermodynamics pela HyperPhysics para a Georgia State University
• 1st Law of Thermodynamics in physics de Genesis Science Mission
• 1st Law of Thermodynamics of phyics de Genesis Mission

Ver também

• Segunda lei da termodinâmica
• Termodinâmica estatística