Flogisto Calorico e Eter-Brito2008

5/25/2018 Flogisto Calorico e Eter-Brito2008

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Flogisto, Calrico & ter Armando de Sousa e Brito

Cincia & Tecnologia dos Materiais, Vol. 20, n. 3/4, 2008 51



FLOGISTO, CAL RICO & TER

ARMANDO A. DE SOUSA E BRITO

ocie a e Portuguesa os MateriaisAssociao Portuguesa de Arqueologia Industrial

nstituto e Cincia e Engen aria e Materiais e Super cies IST

Trs estranhas e enigmticas entidades, criadas pela Qumica e pela Fsica, permitindo certos avanos nessas Cincias,mas que na rea i a e nunca existiram !

No se conhece plenamente uma Cincia enquanto se no conhece a sua Histria

Auguste omte

INTRODUOA anlise histrica do desenvolvimento das Cincias onsiderada fundamental sob diversos aspectos dos quais seestacam: i)o conhecimento dos princpios estabelecidos nalaborao das teorias e os seus critrios de avaliao; ii) a

maior percepo das caractersticas especficas doonhecimento cientfico; iii) a apreciao dos factores

sociais, econmicos e mesmo polticos que em cada pocainfluenciam ou determinam o desenvolvimento da Cincia e

as suas aplicaes tecnolgicas; iv) finalmente, fornecendomaterial para um auto-exame crtico da cincia, aumenta onosso apreo pelo estado de conhecimento a que chegamos.

O interesse em historiar a cincia no recente, emboratenha predominado o caso de cientistas- istoria ores, ousejam cientistas que em dada altura da sua actividadepassam a dedicar-se histria da cincia, geralmenterestringindo-se ao domnio da sua formao. Mais recente o caso de historiadores profissionais que se dedicam ahistoriar o desenvolvimento da cincia.

omo exemplo do primeiro caso pode-se citar JosephPRIESTLEY (1733-1804), eminente qumico, filsofo etelogo britnico, cuja contribuio para a estruturao daQumica como cincia foi importante (embora tenha aderido

m certos casos a concepes hoje postas de parte porrrneas, como se ver adiante). Reconhecendo anecessidade de se historiar o desenvolvimento das cincias,afirmou:

Para facilitar o avano de qualquer ramo da cinciatil, duas coisas se requerem como principais;

primeiro, o conhecimento histrico do seuaparecimento, progresso e esta o actua ; epois umcanal fcil de comunicao de todas as novasdescobertas.

Escreveu em 1767 a obra The History and Present State of

E ectricity, que o consagrou como professor e historiadora cincia.

Por sua vez o filsofo francs Auguste COMTE (1798-1857), o criador do positivismo e da sociologia, e tambmautor de uma classificao das cincias, defendia o mesmoponto de vista, bem expresso na epgrafe que encabea esteartigo. Chegou a propor a criao de uma cadeira de histriada cincia no Collge de France.

Posteriormente Pierre-Maurice DUHEM (1861-1916), fsicofrancs, cuja obra de maior vulto como historiador dacincia, afirmava:

O nico mto o egtimo, seguro e ecun o epreparar o esprito para receber uma hiptese fsica o

mtodo histrico

Igual atitude defendia o grande fsico austraco ErwinSCHRODINGER (1887-1961) que realizou um profundoestudo sobre a filosofia grega com vista ao esclarecimento

e algumas questes conceptuais da fsica moderna.

Bastam estes quatro exemplos, entre muitos outros que sepoderiam citar, para mostrar como grandes figuras daerudio, em diferentes reas, defenderam a necessidade dehistoriar a evoluo do conhecimento cientfico.

Todavia, contrariamente ao que sucede com os cientistas

estrangeiros, nomeadamente anglo-saxnicos, no temhavido entre os cientistas portugueses contemporneos,salvo rarssimas excepes, a preocupao de historiar odesenvolvimento dos ramos da Cincia a que esto afectos.Entre essas excepes (pelo menos as que o autor desteartigo conhece), contam-se, na rea das cincias fsico-qumicas, o Prof. Amorim da COSTA do Departamento deQumica da Universidade de Coimbra (Intro uo

Histria e Filosofia das Cincias , o Prof. ArmandoGIBERT, da Faculdade de Cincias de Lisboa ( rigens

Histricas da Fsica Moderna ), o Prof. Rmulo deARVALHO, cuja obra por demais conhecida, e mais

recentemente a Prof. Raquel GONALVES-MAIA da

Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa (Umaviagem na Histria da Cincia). Na rea da Matemtica jse tornou clssica a Histria da Matemtica em Portugal


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o Doutor Francisco GOMES TEIXEIRA, publicada em1934 por iniciativa da Academia das Cincias de Lisboa, umano aps a morte do autor, mas ainda uma obra dereferncia. Em 2006 saiu uma edio fac-similada damesma1.

Assim a Histria das Cincias bem recente em Portugal,uer se tratando de historiadores que se dedicam s cincias,

uer de cientistas interessados pela histria. Uns e outroseparam sempre com a dificuldade inerente exiguidade de

bibliografia, clssica ou recente, disponvel no Pas2

* * *

Um dos aspectos mais cativantes e de maior interesse noonhecimento da Histria das Cincias, o facto no raro deue por vezes a Cincia consegue progredir a partir de

hipteses que posteriormente se demonstra serem falsas,mas que em determinado momento, ou mesmo durantesculos, no deixam de ser fecundas, resolvendo de modosatisfatrio as necessidades imediatas dessas pocas. Assimtrilhando doutrinas erradas chega-se a conclusesverdadeiras. Claro que mais cedo ou mais tarde surgemproblemas aos quais essas hipteses no se conseguemadaptar ou at se mostram contraditrias, deixando de tersentido. Ento h que abandon-las, banindo da linguagemientfica os termos que as designavam e os conceitos a eles

referentes, no deixando contudo de lhes reconhecer oontributo que deram ao progresso do conhecimento.

Essas hipteses, geralmente criados por cientistasminentes, conquistam logo numerosos adeptos, em nada

porm diminuindo o seu valor. So acidentes de percursona j longa histria do conhecimento cientfico. Todos osramos da cincia apresentam situaes desse tipo. Oproblema s se torna grave quando se pretende dogmatizar

ualquer conceito. No foram raros esses casos e as suasnefastas consequncias que o digam Galileu ou DarwinNo so porm desse tipo os casos que aqui iro serabordados.

O que aqui se prope historiar, embora sucintamente, sotrs casos exemplares do domnio da Fsica e da Qumica,verificando que, apesar das suas incongruncias, chegaramfectivamente a dar algum contributo para o progresso

dessas cincias. Trata-se dos conceitos de Flogisto, de

Calrico e de ter.Comea-se por recordar que os passos iniciais da Qumicaomo Cincia, foram precisamente no mbito daonstituio da matria e das suas transformaes. J os

filsofos da Antiguidade abordaram esse tema defendendo

1Esta e o ac-s m a a teve uma t ragem e apenas 90 exemp ares (!),dos quais o autor deste artigo tem o privilgio de possuir um.2 Toma-se como exemplo a obra A Experincia Matemtica de P. J.Davis e R. Hersh, sobre a essncia da matemtica, a sua a histria efilosofia e o processo de descoberta e desenvolvimento do conhecimentomatemtico, editada em 1981 por Birkhauser Bston, e considerada nosE.U. como o melhor livro do ano; na bibliografia respectiva os autoresmostram terem consultado cerca de quatro centenas de obras sobre os temas

bordados. Um autor portugus que se dispusesse a escrever sobre temant co no ter a, com certeza, acesso nem a um c mo esse nmero. Aedio portuguesa dessa importante obra, da Gr diva 198 . Merece apena a sua leitura.

s princ pios primitivos dos corpos ou sejam os quatroelementosterra,gua,arefogo, propostos em meados dosc. V a.C. por EMPDOCLES (~ 490-430 a.C.) filsofo,poeta, poltico e mago grego de Agrigento, Siclia eposteriormente adoptados por Plato e sobretudo porAristteles.

Mais tarde, os alquimistas preconizaram que a matria seria

composta de trs princ pios un amentais o enxo reprincpio activo, mascu ino (o fogo, o sol), o mercrio,princpio passivo eminino, (a terra) e o sa (Notar que

sses princpios alqumicos nada tinham a ver com assubstncias qumicas agora designadas pelos mesmosnomes). PARACELSO3 (1493-1541), mdico-alquimistasuo, pai da medicina hermtica, tornou-se o mais

estacado defensor dessa corrente.

Na Fsica o princpio que mais perdurou desde aAntiguidade at aos nossos dias, embora com diversasnuances foi a do ter ue seria uma substncia subtil doscorpos celestes, a quinta essncia, impondervel e invisvel

ue preenchia todos os espaos, e mais sublime que osuatro elementos terrestres aristotlicos.

Esses misteriosos princpios, que ningum definiarigorosamente, reuniam quase sempre propriedadesinconciliveis e contraditrias (intangibilidade,invisibilidade, imponderabilidade ), fugindo assim aqualquer tentativa experimental de comprovao fsica,conhecendo-se apenas os seus efeitos. O adjectivo u ti acompanhava-os sempre

1. O FLOGISTO CRIADO PELA ALQUIMIAE APROPRIADO PELOS QUMICOS

geralmente atribuda ao mdico e qumico alemo GeorgeErnst STAHL (1660-1734) a criao da teoria do flogisto,um princpio material responsvel pela combustibilidade dassubstncias. Na realidade essa teoria foi proposta em 1669pelo alquimista, tambm alemo, Johann Joachim BECHER(1635-1682)., num livro intitulado P ysica Su terrnea.Esse princpio seria talvez uma mistura dos conceitos de

fogo aristotlico e de enxofre alqumico.

Stahl, no incio do sc. XVIII, quando professor de medicina

na Universidade de Halle, retoma as ideias de Becher e, em1703 na obra Specimen Beccherianum promove oflogisto considerando-o um princpio inflamve . Afirmaque qualquer metal formado pela combinao de uma

matria terrosa (que se designou por ca , varivelconsoante o metal, com uma substncia (o ditoflogisto)que

sempre a mesma. A palavra ogisto derivou do termoarder em grego.

A combusto era ento explicada como o resultado do factoo ogisto abandonar a matria que estava a ser queimada,

indo para o ar; quando um metal queimado, o flogistoabandona-o deixando as cinzas, que j no possuindo essa

seu ver a e ro nome era P pus Aureo us T eop astus Bom ast vonohenheim. Ele prprio adoptou o nome de Paracelso significando ser

maior que Celsus, o clebre escritor e temas mdicos do sc. I d. .


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substncia, deixa de arder. Do mesmo modo peloaquecimento dessas cinzas o flogisto reentra nas mesmas,regenerando o metal (ca + f ogisto = meta ). Por outro ladoa no verificao da combusto na ausncia do ar, eraxplicada pela necessidade da presena do ar para absorver

logisto: assim quando uma vela arde dentro de umrecipiente fechado, acaba por se apagar porque o ar saturado

e f ogisto libertado no pode cont-lo mais. Stahl levava

mesmo mais longe as propriedades dessa entidade,atribuindo-lhe o princpio da cor e do odor dos corpos4.

Este elaborado modelo tornou-se assim na primeira teoriaue no mbito de determinados fenmenos qumicosonseguiu reuni-los num nico sistema explicativo. Os

princpios genricos que orientavam essa teoria foramresumidos, por Macquer (1718-1784) num artigo constante

o Dictionnaire de Chimie, publicado em 1778, donde setranscreve apenas alguns passos:

O f ogisto eve ser toma o como o fogo e ementarcombinado e tornado num dos princpios constitutivosdos corpos combustveis; sempre que o flogisto secombina com uma substncia no in lamvel, d lugar aum novo composto capaz e se inf amar; o f ogisto notem a mesma afini a e para to as as su stncias;combina facilmente com os slidos mas tem dificuldadeem se com inar com os materiais ui os eves e vo teis[].

Mas este modlo, permitindo explicar vrios aspectos dosfenmenos de combusto e calcinao, no era isento defalhas e contradies: se as cinzas de determinadassubstncias so menos pesadas que o produto inicial (narealidade por perda na atmosfera de produtos daombusto), o composto produzido pela calcinao de um

metal mais pesado que o metal de partida, havendo entoxcesso de peso. Esse problema no deve ter incomodado

Stahl, nem to pouco alguns dos sucessivos adeptos dateoria que meteram a sua colherada no tema, tentandotranquilamente ultrapassar as falhas que iam surgindo comas mais estranhas e inconcebveis explicaes, inclusivatribuindo ao logistoum peso negativo!No sc. XVIII, a Qumica comeava a desabrochar comoincia, tendo-se destacado os nomes de vrios cientistasue abordaram as reaces qumicas. Entre eles

sobressaram Joseph BLACK (1728-1799), mdico e

umico escocs, Henry CAVENDISH (1731-1810), fsico

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qumico ingls, Joseph PRIESTLEY (1733-1804),umico ingls, Carl Wilhelm SCHELLE (1742-1786),umico e farmacutico sueco, Antoine Laurent de

LAVOISIER (1743-1794), qumico francs e DanielRUTHERFORD 6 (1749-1819) qumico escocs.

4 Como mdico, Stahl foi tambm adepto da teoria animista, mantendomuitos apoiantes e no menos contraditores.

Na fsica o nome de Cavendish est ligado, como se sabe, a um importantefacto a determinao rigorosa, feita pela primeira vez, da constante degravitao universal (G), graas a um dispositivo por ele criado, conhecidocomo Balana de Cavendish ou Balana de Toro.

o confundir com Ernest Rutherford (1871-1937), fsico britnico neo-ze an s que, ma s e um scu o epo s, se st ngu u no campo aradioactividade, props o modelo do tomo que leva o seu nome eidentificou o proto, recebendo o Pr mio Nobel de umica em 1908.

odos esses cientistas estiveram envolvidos na descobertau, pelo menos, na caracterizao de diversos gases. Ver-se-

como cada um encarou o problema doflogisto.

Recorde-se que a palavra s foi criada, em 1625, por JanBaptiste VAN HELMONT (1579-1644), qumico flamengo(e discpulo de Paracelso), a partir do termo grego haos(caos), referenciando as libertaes que observava em

eterminados fenmenos qumicos, ou, segundo algunsautores, a partir da palavra flamenga g oast, significandoesprito7. O termo difundiu-se por todas as lnguas daEuropa, mas nessa altura preferia-se o termo ar.

Surgiram assim com as descobertas dos cientistas citadosiversos ares, todos eles de algum modo relacionadosom o logisto

Um dos primeiros gases a ser identificado foi o dixido dearbono, o ar fixo, por Black, em 1754 no decorrer de

reaces qumicas envolvendo produtos slidos. Pormertos autores atribuem a descoberta desse gs a van

Helmolt , em 1622, dando-lhe o nome, algo potico, de gssi vestre

Priestley identificou vrios gases graas a um dispositivoue inventou para a recolha de gases solveis em gua. Em

1768 isolou o dixido de carbono produzido na fermentaoa cerveja8. Mas a sua maior descoberta foi a do oxignio,

em 1774. Pensava que era um gs sem ogistochamando-oear es ogistica o uar om. Escreveu Experi ncias ebservaes sobre as Diferentes Espcies de Ar onde

explicava as suas descobertas em termos do modeloflogistico, conceito que o acompanhou at ao fim da vida.

A par do anterior, o nome de Sheele est tambmindubitavelmente ligado descoberta do oxignio. Scheelerealizou importantes trabalhos de qumica experimental,nomeadamente sobre a composio do ar atmosfrico, tendoreportado a existncia do oxignio, na sua obra Trata o

umico de Ar e Fogo (1779) onde tambm se revelaadepto da teoria do logisto. Apesar de Priestley serconsiderado o descobridor desse gs, cr-se que Sheele tevea primazia entre 1770 e 17749. Todavia publicou o seu livroatrs citado demasiado tarde quando a descoberta j estavaatribuda a Priestlly (de factos semelhantes est a Histriacheia).

O hidrognio foi descoberto em 1766, por Cavendish noecorrer de reaces de ataque de metais por cidos,

verificando que o gs libertado era muito leve e distinto dosque at a tinha conhecido. Pensou que esse gs provinha

os metais envolvidos na reaco (sabe-se hoje que provm

Como se sabe, em ingl s, a palavra esprito ghost,.Conseguindo recolher esse gs e dissolvendo-o na gua, Priestley

produziu a gua gasificada, que teve ento enorme xito comercial,Teria tambm descoberto, ou pelo menos identificado, o cloro, o flor, oangans, o brio, o molibdnio, o tungstnio, o azoto e diversos

ompostos; com excepo do cloro, as descobertas dos restantes elementositados no lhe so reconhecidas, talvez por terem sido publicadas depois

e outro pessoa ter feito indepen ntemente a mesma descoberta. Eraas camente um exper menta sta cr-se que morreu envenena o ( oncontrado morto) aos 43 anos, devido sua mania de aspirar e provar as

substncias com que trabalhava.


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os cidos), e, como era muito leve e extremamenteinflamvel identificou o gs como flogisto. Cavendishpublicou Experiments on Air, definindo, em resultado deprecisas anlises, que o ar era composto por 79,167 % de ar

flogisticado(agora sabido ser azoto e rgon) e 20,833 % dear esf ogistica o (na realidade oxignio).

Tambm neste caso h outro candidato atribuio da

escoberta do azoto. Em 1772, Daniel Rutherford, discpuloe Black, identificou esse gs, chamando-lhear flogisticadou ar nocivo Como Cavendish, ter igualmenteeterminado, de forma correcta, a sua proporo no ar.

Resumindo, surgiram assim diversos ares ar fixo, oixido de carbono, ar inflamvel, o hidrognio; ar

flogisticado ar mor o, o azoto; ar deflogisticado arvital, o oxignio, alm de outros. Foi Lavoisier quemposteriormente deu a esses gases os nomes actuais.

O processo de combusto estava portanto longe de seradequadamente compreendido. Cavendish, como muitosoutros, pensava que essa reaco envolvia, no a remoo

o oxignio do ar, mas, pelo contrrio, a captao def ogistopelo ar. Explicou tambm a produo do cido ntrico apartir do ar logisticado (azoto). Por outro ladodemonstrou que a gua no era um elemento simples massim um composto. Este facto iria ser fundamental para a

emolio do modelo do flogisto e na compreenso darealidade da combusto. Foi porm Lavoisier quem veio aafirmar que a gua formada a partir da combinao do arin lamvel(hidrognio ) e ar de logisticado(oxignio).

Assim enquanto a qumica ainda no era propriamente umaincia, mas um conjunto de conhecimentos vagos essencialmente qualitativos, o modelo do flogisto foi

funcionando. Bastaria algum comear a tomar nota dospesos dos reagentes e dos produtos das reaces, isto , a

uantificar o que se passava na combusto, para concluirue com ela as substncias tornavam-se mais pesadas e no

mais leves, pois com a reaco algo entrava, ou seja estava aombinar com essas substncias e no a escapar delas. Aalana passaria a ser o instrumento fundamental da

Qumica.

Foi Joseph Black, e os seus sucessores, quem deu incio amedies exactas do que se passava nas reaces,

verificando que o modelo do flogisto estava condenado.Black, fez vrias experincias nas quais a balana era oinstrumento bsico, com tudo a ser cuidadosamente pesadono decorrer das mesmas; pde at determinar o peso do arixo ganho ou perdido nas vrias reaces. Os resultadosessas investigaes eram sobretudo apresentados aos seus

alunos das Universidades de Glasgow e de Edinburgo, ondeleccionou, no tendo porm publicado quase nada10. Blacktambm mostrou o seu cepticismo em relao ao logistoaoverificar que na transformao do calcrio em cal h perdade peso, o que os defensores do logisto prontamentetentaram explicar pela referida proprie a e anti-peso desselemento!

1 tambm devida a Black a identificao do magnsio como elementoumico, a partir da anlise da agnsia (xido de magnsio)

Seria porm o grande qumico Lavoisier, quem destronaria ateoria do flogisto, interpretando de modo correcto asreaces de oxidao, como combustes, calcinaes etc., elanando os fundamentos da anlise qumica quantitativa.por isso considerado ofundador da Qumica moderna.

Efectivamente, Lavoisier ousou pr em causa a teoria dof ogisto, explicando os fenmenos da combusto e da

calcinao sob um aspecto totalmente diferente do que at aera considerado. Nos finais da dcada de 1760 e incios daseguinte, Lavoisier havia realizado uma srie deexperincias, baseadas em meticulosas medies, com usosistemtico da balana, nas quais se provava que quando ummetal arde ganha peso em vez de o perder. Isso seria oprimeiro passo em direco completa compreenso dofenmeno da combusto processo que na realidadeenvolve a combinao do oxignio do ar com a substnciaque est a sofrer a queima.

Em 1774 Lavoisier apresentou Academia de Cincias deParis, para a qual havia sido eleito em 1768, uma memriasobre a calcinao do estanho num vaso fechado. Introduziu

estanho, previamente pesado, num balo cujo peso haviasido igualmente determinado. Fechando o recipientehermeticamente, pesou o conjunto. Procedeu seguidamente calcinao do metal, que terminou aps um certo tempo,no tendo conseguido prosseguir o processo. Pesou entonovamente o conjunto, constatando que o seu pesomantivera-se. Retirado o produto da calcinao verificouque o seu peso era ligeiramente superior ao do estanhoinicialmente introduzido. Como evidentemente o peso doprprio balo no se alterara, concluiu que o aumento dopeso do metal calcinado s poderia ser originado pelacombinao do metal com uma cer a par edo ar contido norecipiente. Repetiu os ensaios com outros materiais, comochumbo, enxofre e fsforo. Tirou da duas importantesconcluses: ) calcinao resultava da combinao dometal com um certo constituinte do ar; consequentemente:

) ar no era um elemento simples, mas ormado por umaistura de diferentes substncias.

Em 1775 tendo sido nomeado comissrio da indstria daplvora, instalou o seu laboratrio no Arsenal de Paris. Apode demonstrar a superioridade do seu modelo decombusto sobre o do flogisto. A balana, de grandepreciso, o seu principal instrumento a par do calormetro

e sua inveno e de outros aparelhos laboratoriais por elecriados.

Posteriormente, sempre procedendo a repetidasexperincias, utilizando o mtodo quantitativo, com todo ocuidado e rigor, e discutindo com Priestley (que o haviaprocurado em Paris), os trabalhos deste sobre os diferentesares, Lavoisier chegou concluso de que o aratmosfrico composto de dois gases diferentes o ar vita ,que mais tarde haveria de designar xignio, e o azo oAprofundou tambm o fenmeno da combusto e o darespirao. Explicou igualmente, com base nos seus

11

Lavoisier casara-se em 1771 com uma ovem de catorze anos, MarieAnne, que se tornou sua aux ar no a oratr o e so retu o esen avaprimorosamente os aparelhos por ele criados e utilizados, e que figuram noTrait de Chimie.


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princpios, os resultados obtidos por Cavendish sobre aombinao do hidrognio com o oxignio formando a gua.

Assim verifica-se uma profunda alterao na explicao deuma srie de conceitos substncias at a consideradaslementos passaram a compostos e vice-versa, e a pretensa

incorporao do flogisto no era mais que a retirada dooxignio.

Finalmente em 1783 apresenta Academia de Cincias deParis nova memria intitulada Ref exes so re o F ogisto,

para Servirem de Continuao Teoria da Combusto ea Calcinao Nesse documento afirma:

[] cada um liga a esse termo (o logisto) uma ideiavaga, que ningum definiu rigorosamente, reunindo-seassim, no mesmo conceito, proprie a es inconci iveis econtra itrias [] umas vezes tem peso, outras no;tanto fogo livre com fogo combinado com o elementoterroso; to depressa passa atravs das paredes dosvasos como estes so impermeveis para ele; explica acaustici a e e a no caustici a e [].

A demolio definitiva da teoria do ogisto, foi concretizadaaps trabalhos realizados sobre a respirao dos animais, emartigo publicado em 1786 nas Memoiresda Academia.

Mas como atrs se historiou, e como nota o Prof. Amorima Costa12

Lavoisier no foi, certamente, o produto dos seusprecursores, mas tam m no foi o eri que na a evea quantos o precederam, bem como a muitos dos seuscontemporneos com quem tra a ou e iscutiu os seusresultados.

Efectivamente, embora Priestley e Cavendish fossemadeptos doflogisto, efectuaram tambm experincias que sepodero considerar como primeiros passos no sentido doderrube dessa teoria em 1774 Priestley havia mostrado axistncia do oxignio a partir da calcinao do xido

vermelho de mercrio e em 1781 Cavendish realizara asntese da gua a partir do oxignio e do hidrognio (o arinf amve que havia sido descoberto por si anos antes). E,omo atrs se afirmou, Lavoisier tivera discusses em Parisom Priestley sobre os seus avanos.

Em 1787 Lavoisier, conjuntamente com Claude LouisBERTHOLLET (1748-1822), Louis Bernard Guiton deMORVEAU (1737-1816) e Antoine FOURCROY (1755-1809) publicou a obra Mt o e e Nomenc aturehimique, no qual d inicio formulao da nova

terminologia qumica, que correspondesse s exignciasimpostas pela nova Cincia13

Mas entre os seus escritos destaca-se a monumental obra-prima Trait lmentaire de Chemie onde resumiu o

1 Citado na Bibliografia.1

Recorde-se que por essa altura o naturalista sueco Karl LINNAEUS neu 1707-1778) av a ntro uz o na Zoo og a e na Botn ca umsistema lgico de classificao das espcies, que havia causado forteimpresso no mundo cientfico.

trabalho da sua vida, lanando as bases da Cincia Qumica.A obra, iniciada cerca de dez anos antes, foi editada emParis em 1789, ano da tomada da Bastilha. H quemconsidere que ela corresponde para a Qumica o que osPrincipia de Newton significam na Fsica. Nele so

descritos os motivos da rejeio da teoria do logistodescrevendo as experincias por si realizadas evidenciando

papel fulcral do oxignio.

O conjunto da obra deste grande cientista a rejeio dologisto e a interpretao correcta dos fenmenos da

combusto (e da respirao como forma daquela), a Lei deConservao da Massa, a composio do ar, a anlise e asntese da gua, o mtodo de trabalho experimentalessencialmente quantitativo, o sistema lgico de

Nomenclatura Qumica, estabelecendo a diferena entre oselementos simples e os compostos, etc. leva-o a serconsiderado ofun a or a Qumica como Cincia.

Infelizmente, e como sabido, o gnio de Lavoisier no foireconhecido pelos seus contemporneos, mais envolvidos naturbulncia da Revoluo do que nos progressos da Cincia(A Revo uo no precisa e cientistas). Pelo facto deanteriormente ter exercido um cargo pblico ligado aosistema fiscal, o cientista foi preso e julgado sumariamentedurante o Terror implantado pelo feroz jacobinoMaximiliano Robespierre, sendo guilhotinado a 8 de Maio

e 1794, e tendo o seu corpo ido parar vala comum14. Omatemtico Louis LAGRANGE diria mais tarde:

um instante bastou para ceifar esta cabea, mas nemcem anos c egaro para pro uzir outra pareci a.

Por sua vez o qumico alemo Just LIEBIG, um dos maisnotveis do sc. XIX, assim se referiu a Lavoisier:

no descobriu nenhuma substncia, nenhumpropriedade, nenhum fenmeno que no fossem jconhecidos; mas a sua glria ser imortal pelo acto deter instilado na Cincia um novo esprito.

interessante referir-se aqui s repercusses que as teoriase Lavoisier tiveram em Portugal. Elas foram divulgadas eefendidas pelo Prof. Vicente Coelho de SEABRA (1764-

1804), do Laboratrio de Qumica da Universidade deoimbra, criado pela reforma pombalina. Esse cientista

portugus, acompanhando com bastante oportunidade asnovas teorias, realizou diversas experincias que deramrigem obra E ementos e C imica, em dois volumes,

publicados em 1788 e 1790. Repare-se que a primeira data um ano anterior ao Trait do sbio francs. Naturalmentetambm em Portugal havia convictos defensores doflogisto,liderados por Manuel Henriques de Paiva, que naturalmentese envolveram em acesa polmica com Coelho de Seabra.

1 Um dos que mais contribuiu para desgraa de Lavoisier foi o clebrerevolucionrio e panfletrio Jean-Paul Marat. Efectivamente Marat haviatido anteriormente pretenses a cientista, tendo apresentado Academiauma teoria sobre a combusto, que sendo de facto errada, foi alvo deomentrios negativos por parte de Lavoisier. Marat nunca lhe perdoou,

o tardando a surgir uma oportun ade de vingana. Mas acabou porprece er Lavo s er na mo te, ten o, como se sa e, s o assass na o obespiere tambm no se ficou a rir - subiria ao cadafalso escassos trseses aps o cientista.


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Dever-se- tambm referir que a Biblioteca doDepartamento de Qumica da Universidade de Coimbra temo privilgio de possuir um ma nfico exemplar das obras deLavoisier, que inclui o Trait lmentaire de Chemieditado em 1854 pela Imprimrie Imperial de Paris.

2. LAVOISIER REPUDIA O FLOGISTO MAS

ADOPTA O AL RICO

Como anteriormente se referiu, na Antiguidade o ogo foionsiderado como um dos quatro elementos da matria,

propostos por EMP DOCLES, como as razes e to as ascoisas. HERCLITO (~550-~480 a.C.), filsofo grego dascola de Mileto, reconhecia ser o fogo o princpio primeiroe todas as coisas, sendo em simultneo a matria originriae tudo quanto existe e o principio explicativo do

movimento . ARISTTELES (384-322 a.C.) considerava ofogo como o movimento de partculas extremamente

pequenas.

Esse carcter material do ogo ui o su ti ) foi igualmenteadoptado pelos alquimistas e persistiu ao longo dos sculos.Vamos encontr-lo no sculo XVIII com o nome de

calrico., conceito que perdurou at meados do sc. XIX, ssendo eliminado pela Termodinmica e pela Teoria

intica os Gases

Roger BACON (1214-1294) e posteriormente JohannesKEPLER (1571-1630) tero tido a intuio de que o calorseria devido ao movimento de partculas internas da matria.Mas contrariamente, GALILEU (1564-1642) e NEWTON(1642-1727) seguiam os princpios do fluido de Aristteles.

Posteriormente as atenes sobre o fenmeno do calor e assuas transformaes deixam o mbito das especulaes

ualitativas, entrando progressivamente no domnio daanlise quantitativa. Mas surgiam algumas dificuldadesresultantes de se pensar poder tratar o calor segundo osprincpios da concepo m canicista do universo. Astentativas de considerar o calor como substncia materialsujeito a pesagem resultavam em fracasso pois verificava-se

ue os corpos aquecidos no pesavam mais do que quandofrios. Para sair dessa dificuldade no se hesitou em optarpela atribuio ao calor da propriedade deimponderabilidade. E eminentes cientistas abraaram debom grado essa teoria.

Joseph Black, por volta de 1760, distanciou-se dos seustrabalhos no mbito da qumica (a que se fez referncia noaptulo anterior) e dedicou-se a estudar o calor, tema que o

fascinava Sempre utilizando o seu mtodo de rigorosasmedies, realizou ensaios estudando a transio entre osstados lquido e slido que o levaram definio de calor

latente (1761) Facto igualmente importante foi Black terfeito uma distino crucial entre os conceitos de calor e

temperatura1 .

1 A filosofia de Herclito traduz-se na sua clebre metfora: No nospodemos banhar duas vezes na mesma gua do rio.1

Black foi professor de Qumica nas Universidades de Glasgow em urgo, em p ena evo u o n ustr a . seu ens no era asea o em

mtodos de raciocnio e de exper mentao, depois aplicados a finsindustriais, o que atraiu muitos jovens, como James Keir, que foi pioneiro

odavia -lhe atribuda a sugesto da hiptese do calricopara explicar os fenmenos calorficos. E mais uma vez essefluido vinha cuidadosamente envolvido por uma srie deestranhos atributos indestrutvel, impondervel, dotado de

rande elasticidade, e auto repulsivo, tendo ainda acapacidade de, sob a influncia de causas exteriores bem

efinidas, penetrar em todos os corpos. Deste modo cadacorpo possua o referidocalricoque quando flua para fora

o mesmo fazia sentir esse facto pelo abaixamento datemperatura, e vice-versa.

Essa explicao do calor em termos do calrico (com osentido de matria o ca or u f ui o trmico) foilargamente aceite at meados do sculo seguinte. Teve semdvida bastante influncia, ajudando a explicar muitos (masno todos!), aspectos do fenmeno do calor.

Assim, os diferentes ca ores especficos das diferentessubstncias eram explicados considerando que o calricoera atrado de modo desigual pelas diferentes espcies dematria; por sua vez a dilatao produzida pelo aquecimentoexplicava-se pela auto-repulso do calrico; a gua era umacombinao do gelo com ca rico numa determinadaproporo, e o vapor era outra combinao da gua comuma maior percentagem de calrico; da facilmente seexplicava a passagem da gua do estado slido ao lquido edesse ao de vapor Como essas, outras engenhosasexplicaes foram surgindo para todos as dvidaslevantadas A condio de imponderabilidadedo alricofoi o maior motivo de discusso.

Como foi realado no captulo anterior, Lavoisier,desembaraou a qumica de conceitos vagos despojandoessa cincia emergente dos ltimos vestgios da alquimia.Entre outras notveis contribuies estabeleceu a primeiratabela de elementos qumicos, embora como se calculamuito incipiente, mas sem dvida ncleo da posteriormenteformada. Porm, por estranho que parea, incluiu nessatabela, a par do oxignio, azoto, enxofre, ouro, etc., numtotal de 33 elementos, esse pseudo-elemento, designadoca rico 7. Chega a escrever ca rico com ina-se com

slido formando o lquido, ue combinando-se com oa rico orma o gs. Alguns autores atribuem mesmo a

Lavoisier a criao do termo.

ontudo, numa memria apresentada em 1783, juntamente

com Pierre Simon LAPLACE (1749-1827)

18

, Academiaas Cincias, Lavoisier reconhece estarem os fsicosivididos quanto natureza do calor um fluido que penetra

nos corpos consoante a sua temperatura e a sua capacidadepara o reter, ou o resultado da agitao das partculasconstituintes da matria. E, hesitando, afirma a possibilidade

as duas hipteses se verificarem

as indstrias qumica e de vidro, James Watt, etc. Teve estritas relaesom a cincia continental.

1 Lavoisier tambm incluiu como elementos simples a cal e a magnsia,ue na realidade so xidos de clcio e magnsio, respectivamente, mas ao

tempo desconhecia-se como decomp-los.1 Introduzindo os mtodos quantitativos na teoria do calor atravs da

edio, Lavoisier e Laplace inventam 1782 um aparelho, queposter ormente Lavo s er es gnar por calormetro, perm t n o o contro eas trocas de calor com o exterior nas experincias de mistura ou deudana de estado.


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Nos alvores da Revoluo Industrial, o tema do caloromeava a despertar o interesse de muitos sectores da

Fsica e vrias razes ajudaram a por de parte a hiptese doca rico, admitindo-se que a temperatura de um corpo,noo intimamente ligada do calor, seria umaonsequncia da maior ou menor agitao das molculasonstituinte desse corpo. Destacam-se, entre outros, os

sucessivos trabalhos de Benjamin THOMPSON (1753-

1814), fsico americano, Humphrey DAVY (1778-1829),fsico e qumico ingls, James Prescott JOULE (1818-1889)fsico britnico, Julius Robert von MAYER (1814-1878),mdico e fsico alemo, e o seu compatriota Rudolf JuliusEmmanuel CLAUSIUS (1822 -1888).

Thomson, trabalhando como engenheiro militar ao servioo governo da Baviera, onde obteve mais tarde o ttulo deonde de Rumford, investigou experimentalmente, por voltae 1798, a produo de calor por atrito numa fbrica deanhes de Munique. Essas experincias consistiram em

fazer rodar uma pea metlica sobre outra, ambasmergulhadas num recipiente com gua, podendo assim

medir a elevao da temperatura da gua, resultante do calorproduzido pelo atrito entre as peas. Verificou que levando agua ebulio, o que sucedeu ao fim de escassas duashoras, o processo poderia continuar enquanto as peas semovessem uma sobre outra. Verificou ainda que no seproduzia qualquer alterao do peso dos corpos. Dasoncluses que tirou, Rumford publicou em 1798 nos

P i osop ica Transactionsum artigo em que punha emdvida o carcter material da tal substncia, afirmando:

aquilo que um corpo isolado ou um sistema de corpospode continuar a fornecer sem limitao no pode seruma substncia material,

atribuindo antes ao movimento a explicao dos fenmenos

observados. Thompson praticamente elimina o calrico epreconiza os fundamentos do 1 Princpio da Termodinmica

Davy, professor na Royal Institution de Londres (cujostrabalhos cientficos levaram-no ao ttulo de Sir), publicouigualmente os resultados de experincias, baseadas tambm nafrico, concluindo em 1812 que a causa imediata dos

enmenos ca orficos o movimento. Contudo nem asoncluses de Rumford nem as de Davy, foram suficientes paraemover os partidrios do ca rico como calor-substncia.

O prprio genial Sadi CARNOT (1796-1832), chegou autilizar a linguagem do a rico, como entidade material, nosseus primeiros textos. Ao formular em 1824, em Reflexion

sur a Puissance Motrice u Feu, o que viria a constituir o2 Princpio da Termodinmica, considera que uma potnciamotriz (trabalho) unicamente pode ser produzida numamquina por uma ueda de calrico de um corpo quentepara um corpo frio. No entanto pela leitura dos seus escritosverifica-se que esse conceito merecia-lhe reservas, mashesitando em contest-la frontalmente, propunha a realizaoe ensaios que esclarecessem a sua natureza. Reconheceu

posteriormente (em trabalhos que no chegaram a sepublicados em vida ), o erro do conceito de ca rico

1 ma ogra o onar Nicolas Sadi Carnot (1796-1832) foi ceifado pelaclera aos 36 anos, e, em virtude do tipo de doena, a maioria dos seus

Porm, ao desenvolvimento e evoluo da Fsica no que serefere ao verdadeiro conceito do calor e sua equivalnciaao trabalho, foram estranhas as contribuies desse genialcientista, uma vez que s depois dos trabalhos de Joule eMayer, que a seguir se descrevem, vieram a ser conhecidos

s de Carnot2

oule, depois de uma investigao mal sucedida no campo

o electromagnetismo, dedicou-se a estudar, por meio delongas sries de experincias, as relaes entre o trabalho e

iferentes formas de energia. De incio, tinha ento 23 anos,estudou as relaes entre a electricidade e o calor, de queresultou a conhecida Lei e Jou e, tendo depois

esenvolvido a clssica experincia na qual demonstrou quetrabalho se converte em calor. Essa experincia, hoje j

lssica e bem conhecida dos alunos das escolassecundrias, consistiu em agitar um sistema mecnico comps num recipiente com gua, verificando que a temperatura

esta aumentava, tendo medido esse aumento, o que lhepermitiu determinar o equiva ente ca or ico o tra a o.

oule, que no tinha ainda 30 anos tornou-se famoso comesse trabalho, merecendo que o seu nome fosse dado unidade de energia21

Deve-se no entanto a Mayer, em 1840, o primeiro enunciadoclaro da equivalncia entre calor e trabalho, e uma precisa

eterminao do equiva ente mecnico o ca or, dando ospassos finais no sentido de uma correcta interpretao docalor. OPrimeiro Princpio a Termo inmica, que traduzessa equivalncia hoje tambm conhecido porPrincpio de

Mayer

odavia, como o seu trabalho fora realizado a partir de

bservaes mdicas, e no num laboratrio de fsica, foi deincio amplamente ignorado pela comunidade cientfica, nolhe reconhecendo credibilidade, embora tenha sidopublicado numa revista de mrito (os Anna em er

Chemie , em 1842.. Isso levou o seu autor a uma profundaepresso e tentativa de suicdio. Tinha pouco mais de 30

anos

S muito mais tarde as teorias de Mayer vieram a serreconhecias, graas a Rudolf Clausius.

Mas por essa altura havia surgido uma disputa, sobre aprioridade das descobertas de Joule e Mayer, disputa de

contornos mais nacionalistas que cientficos, uma vez que asptrias dos dois cientistas se rivalizavam politicamente.

Em plena revoluo industrial os cientistas e projectistas demquinas tinham aderido incondicionalmente ao Princpio

e Carnot, embora alicerado, como atrs referido, no

anuscritos, que infel zmente no tinham ainda sido publicados, foramqueimados untamente com os seus haveres pessoais. As poucas pginasque lograram salvar-se do conta da grandeza do seu trabalho e do queinda poderia fazer. A sua obra ficou ignorada at 1834, ano em quelapeyron a comenta e acrescenta-lhe formalizao analtica. Mas s em

1848 Lorde Kelvin chamou a ateno do mundo cientfico para essefundamental trabalho.

O que no o impede de poder ser considerado o verdadeiro fundador daermo nm ca, como usto.1 Joule realizou tambm posteriores estudos sobre a dinmica dos gases,

sendo eleito membro da Royal Society em 18 0.


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onceito de ca rico. Clausius estava consciente daveracidade do princpio, mas considerava que o fluidoalrico seria na realidade uma energia.

Num monumental trabalho iniciado em 1850, Clausiusteorizou que o calor e o trabalho no eram mais que duasvertentes de um nico fenmeno que viria a ser denominadoenergia, o que significava que uma unidade de trabalho

podia ser convertida numa unidade de calor sem afectar anergia total do universo que permanecia constante. Esseonceito inovador, abrangendo todas as formas de energia,

veio a ser designado por Princpio da Conservao daEnergia num sistema isolado a energia total permanececonstante quaisquer que sejam as transformaes sofridaspelo sistema

O calrico foi assim o mais efmero dos conceitos aquiabordados. Foi influente em grande parte do sc. XVIII, masnos finais da dcada de 1790 j era bvio que se tornaramuito controverso e em meados do sc. XIX passara Histria

Em 1921 o fsico alemo Max BORN (1882-1970), aoformular um novo enunciado do 1 Princpio daTermo in mica, estabeleceu uma definio precisa dequantidade de calor, que resulta da energia cintica global

as molculas de um corpo.

3. O TER, S ETERNO PARA OS POETAS

O conceito de ter tem vindo a evoluir na semnticafilosfica e nos princpios fsicos, desde a Antiguidade ataos nossos dias, deparando-se com duas questesfundamentais a da sua existncia e a da sua natureza.

Muitos filsofos da Antiguidade insistiram na necessidadee postular a existncia de um meio intangvel que

preenchesse o Universo. O nome et r provem ento dosscritos desses eruditos, tendo origem nos termos latino

aestheree grego ait er

Alguns filsofos admitiram mesmo a existncia de diversosteres, cada um ocupando determinada regio do universo.Para os filsofos gregos o elementos ter seria a substnciasubtil dos corpos celestes, o 5 e emento, mais sublime que

os quatro dos corpos terrestres a que atrs fizemos aluso.EMPDOCLES, PITGORAS, PLATO,ANAX GORAS e ARIST TELES dedicaram a esseonceito muito das suas especulaes filosficas.

Aristteles, por exemplo, considera-o substncia divina eincorruptvel do cu e das estrelas acentuando: a terraest no ar, o ar est no ter e o ter no cu. Na IdadeMdia S. Toms de AQUINO e os escolsticos, receando

ivinizarem a natureza dos corpos celestes, evitam o termoter, preferindo su stncia su ime uminosa. Os nossosfilsofos Conimbricenses,22reduzem-no ao quarto elemento,o fogo su ti .

F so os que segu am o curso e s stemat zao a oso a a autor ade mestres jesutas do Colgio das Artes de Coimbra, publicado entre osinais do sc. XVI e o incio do seguinte.

A partir do sc. XVII, com o desenvolvimento de conceitosmais precisos da Fsica, o hipottico etr passou aconstituir um fludo que permearia todo o espao einclusivamente preencheria os interstcios da matria,servindo para suporte da transmisso das foras gravtica,lctrica, e magntica exercidas distncia por um corpo

sobre outro, ou de conduo da luz. Em relao a este ltimoaspecto que se produziram maiores teorias, debates e

ontrovrsias, sobre a necessidade da existncia desse meiotreo.

Efectivamente o espao tem sido tradicionalmenteoncebido como uma imutvel e passiva parte do universo,

no afectando nem sendo afectado pelas transformaesinmicas ocorridas nos componentes materiais desse

universo. Consequentemente tornou-se necessria aassuno da existncia de um meio mais activo,preenchendo todo o espao e tomando parte activa nomovimento e outros fenmenos ocorridos no universo.

Por outro lado, a natureza da luz foi sempre, ao longo davoluo do conhecimento ci ntfico, objecto das maisiversas especulaes e controvrsias. Passando por cimaas divagaes filosficas da Antiguidade e da Idade Mdia,

apontamos os nomes de Ren DESCARTES (1596-1650),Isaac NEWTON (1642-1727), Christiaan HUYGENS(1629-1690), Robert HOOKE (1635-1703), ThomasYOUNG (1773-1829), Augustin-Jean FRESNEL (1788-1727), Dominique Franois Jean ARAGO (1786-1853),ames Clerk MAXWELL (1831-1879), at Albert

EINSTEIN (1879-1955), entre muitos outros, queabordaram o problema da luz, atribuindo-a quer umanatureza corpuscular quer ondulatria.

Deve-se frisar desde j que o que realmente interessava epreocupava os cientistas era a complexidade da natureza deluz e o seu modo de propagao; a existncia do ter vinhaomo corolrio, no sendo mais que o meio necessrio

propagao da luz; consequentemente as diversas nuanceso conceito de ter evoluram basicamente em funo dosonceitos atribudos luz. Assim, os modelos utilizados

para definir a estrutura ntima do ter apresentam grandeiversidade. O tratamento matemtico no entanto muito

mais avanado que os dos dois fluidos anteriormenteescritos, conduzindo a diversas formalizaes analticas.

Mas por razes bvias, no se abordar neste artigo, senono essencial, o longo, agitado e controversoesenvolvimento das teorias sobre as naturezas da luz e doter. Do mesmo modo s se far referencia aos mais

importantes cientistas intervenientes no tema, deixando defora muitssimos outros que embora em menor escala neleparticiparam. Ir-se- portanto historiar a evoluo doonceito de ter, a partir do sc. XVII, em vrios

perodos.

Em Qumica designa-se por teruma classe de compostos orgnicos com

a frmula genrica R-O-R, onde O naturalmente o tomo de oxignio,ligado a dois radicais, R e R, grupos alquilo ou arilo. O termo ter parece

ter sido aplicado em 1730 por F.G. Frobenius a produto usado em farmcia,aman o-o spiritus aethereusou vini vitriolatus, on e se presume que aaplicao do termo seja devido extrema volatilidade do produto,parecendo associar-se ao terfsico que aqui estamos tratando.


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3.1 Sc. XVII de Descartes a Newton, Huygens e Hooke

A partir do sc, XVII os fsicos postulam a existncia doter como um meio mecnico elstico para explicar osfenmenos pticos e magnticos e elctricos.

O filsofo e matemtico francs Ren Descartes, por voltae 1638, defendeu a ideia do ter como um simples meio

subtil e penetrante, o que veio a exercer uma influnciadominante em todas as posteriores teorias sobre o mesmotema.

A principal caracterstica da cosmologia cartesiana a suarejeio da aco--distncia, defendendo que as forasactuariam unicamente por contacto. A luz e o calor eramformas de presso transmitidas instantaneamente, e poronseguinte a luz e o calor do Sol s poderiam actuar sobre

a Terra, assumindo-se que o espao entre os dois astros seriaforosamente preenchido por qualquer forma de matria oimperceptvel ter. Assim Descartes retirava luz qualquernatureza material, exigindo porm um meio elstico, o ter,para se transmitir.

A teoria da luz de Descartes evoluiu em vrios aspectos.Para Isaac Newton, a luz era de naturezacorpuscular. A suaxplicao da reflexo e refraco da luz, algo confusa,

baseia-se fundamentalmente nesse meio etreo. Por um ladoparece opor-se ideia do terque entravaria a marcha dosplanetas, mas propsito da experincia dita dos aneis de

ewton, parece afirmar o contrrio24

Christuian Huygens e Robert Hooke, contrapuseram-lhe, ateoria ondulatria. Ao conceberem a hiptese ondulatria

a luz, admitiram igualmente a existncia de uma substnciamaterial, subtil e elstica, formado por partculas emontacto, preenchendo todo o espao vazio e impregnando

todas as coisas nele mergulhadas. Comparam ento a luzom o som, resultante das vibraes do ar.

Quando se fala da teoria ondulatria da luz o nome deHuygens que vem ao de cima, esquecendo-sesistematicamente de Hooke. Efectivamente Huyghen foi oprimeiro a prop-la (1690). Mas preciso destacar que,ontrariamente a Huygens, que considerava as vibraes

longitudinais, Hooke de modo genial defendia atransversalidade das mesmas, o que mais tarde se

omprovou (ver adiante - Fresnel). Em memria apresentada Royal Society afirma:

O movimento a uz, quan o pro uzi o num meioomogneo, propaga-se por impulsos ou onda simples,

de forma constante, perpendiculares direco depropaga o.

Um dos argumentos de Newton para rejeitar a teoriaondulatria foi o facto de no admitir um ter com vibraestransversais. Hooke e Newton envolveram-se, como se sabe,m longas e agressivas controvrsias sobre diversos temasa Fsica, nomeadamente a ptica. Merc do seu prestgio a

Ver por exemplo Histria da Fsica de Robert Locqueneux, citado naibliografia.

pliade dos seus adeptos de Newton no cessou deaumentar.

O conceito de ter tambm preocupou os filsofos. Oalemo Immanuel KANT (1724-1804), por exemplo, no seuPrincpios Metafsicos a Cincia a Naturezapublicado em 1786, considera que a matria de um corpoque preenche um espao se ope invaso da matria

circundante, contrariando-lhe o movimento. Assim o vaziono poder existir em nenhuma regio do espao, porquantoseria invadido pela matria circundante. Uma matria subtil,

ter, preencher ento todo o espao.

3.2 Sc. XIX (1 metade) Young, Fresnel e Arago

O primeiro triunfo da teoria ondulatria da luz surge coms trabalhos de Young, no incio do sc. XIX, seguido umacada depois, pelos de Fresnel, sobre a difraco,

fenmeno para o qual os adeptos da teoria corpuscular notinham uma explicao satisfatria. Young e Fresnelcompletam assim o triunfo da teoria ondulatria,aniquilando o dogma newtoniano da emisso corpuscular.

Em 1802 Young retoma a experincia dos anis eNewrton, e interpretando os resultados, admite a luz comoum fenmeno peridico, uma vibrao do ter.

Fresnel, convicto da veracidade da concepo ondulatria,fectuou importantes trabalhos no campo dessa teoria, e

manteve a ideia da luz como uma vibrao do ter.onsagrou-se entre 1815 e 1819 a esclarecer a difraco.

Retoma os trabalhos de Young, seguindo a sugesto deArago, e explica a polarizao da luz demonstrando que s ateoria ondulatria poderia explicar o fenmeno dainterferncia, supondo de incio a luz como vibraolongitudinal. Em 1817 em concurso para a Academia de

incias de Paris, havia apresenta parte dos seus trabalhosque foram muito contestados, s dois anos depois sendoaceites.

Em 1818, num rasgo de gnio, Fresnel assegura terica experimentalmente, que a concepo ondulatria est s por

si habilitada a explicar todos os fenmenos luminososbservados. Acrescenta ainda a comprovao da

transversalidade das vibraes luminosas. Em 1821,Fresnel e Arago num trabalho conjunto fizeram experincias

confirmando que a luz polarizada tem propriedades sexplicveis admitindo essa transversalidade.Fresnel merece efectivamente a glria de ter provado ocarcter transversal das vibraes luminosas, mas dever-se-aqui recordar o gnio de Robert Hooke, sempre esquecido2

que, mais de um sculo e meio antes j havia defendido essatransversalidade, contrariando Huygens que defendendocom ele a teoria ondulatria, optava por ondas longitudinais.

ontudo essa magnifica concluso suscitava uma dvidasobre qual o meio que vibrando dava origem ondatransversal. Fresnel ento retomou a existncia desse meiosubtil, o ter, que serviria de suporte propagao.

2 onvida-se o leitor a ler neste mesmo nmero da Revista o artigo QuemTramou Robert Hooke, da mesma autoria.


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Mas um fludo incapaz de transmitir ondas transversais.Para explicar o carcter transversal das vibraes era preciso

efinir o ter como um i o tota mente rgi o, mas queno podia deixar de ser tambm um u o to su ti que nooferecia praticamente qualquer resistncia ao movimento

os planetas ou seja esse enigmtico meio, precisava depossuir as seguintes propriedades; total imobilidade, rigidezomparvel a de um corpo slido, imponderabilidade,

invisibilidade, e simultaneamente no poder ser detectadopor qualquer tipo de instrumento

Nessa nova verso o terno consequentemente um merosuporte mecnico; bem mais complexo e misterioso,apresentando facetas contraditrias: simultaneamente rgidocomo o ao, para vibrar e ser portador de ondas transversais,e subtilmente fluido no perturbando o movimento doscorpos e partculas nele mergulhados!!!

Fresnel, com base nesse conceito de ter, chegou a preverum fenmeno que s pode ser demonstrado depois da suamorte o do arrastamento parcial do ter por um meiorefringente em movimento.

3.3 Sc. XIX (2 metade) Maxwell e a TeoriaE ectromagntica

Em meados do sc. XIX j estava perfeitamenteestabelecido que a natureza da luz era a de uma ondatransversal. Persistiam no entanto dvida sobre a substnciatransmissora da energia de onda atravs do espao vazio,como por exemplo a luz do sol,

Haveria ento uma nica soluo para a teoria ondulatria,ue no entanto no deixava de causar enorme perplexidade.

Acreditando numa viso mecnica da natureza, mesmo osfsicos de renome desse perodo no viram outra soluoseno a de admitir a existncia de um meio misterioso, oter, permeando todo o Universo e preenchendo osinterstcios da matria. Seria ento esse o ambientetransmissor das ondas luminosas. Continha naturalmentealguns elementos contraditrios (como atrs se frisou) porvrias razes fsicas respeitveis seria necessrio que o terfosse absolutamente imvel, sem peso, invisvel, mas quesimultaneamente possusse uma rigidez superior do aoalm de no poder ser detectado por instrumento algum. (!).

Entretanto, fsico escocs James Maxwell, desenvolveumatematicamente o verdadeiro conceito de radiaolectromagntica determinando o sistema de equaes

fundamentais ao qual o seu nome ficar para sempre ligado.As Equaes e Maxwe apresentadas em 1873 no seufamoso Treatise on Electrity and Magnetism, culminamdcadas de estudo neste campo,2 e formalizam as noes

os campos elctrico (E) e magntico (H), cuja formageomtrica a onda electromagntica.

Maxwell dever ser considerado um dos maiores gnios das cincias;

com a sua teoria do electromagnetismo previu matematicamente ax st nc a e on as com compr mentos e on a mu t super ores s a uzvisvel, que foram confirmadas exper mentalmente em 1888 pelo fsicolemo Heinrich Hertz, constituindo as ondas de rdio ou ondas hertzianas.

Mas Maxwell e seus seguidores consideraram inconcebvela possibilidade da onda se propagar no espao vazio.Voltaram ento a admitir o meio chamado ter quematerializa o espao vazio dos campos e transmite asvibraes electromagnticas. Mais precisamente o camposeria um estado de tenso desse ter e as ondaslectromagnticas transversais as suas oscilaes rpidas

provocadas pelas variaes alternadas de E e H.

Portanto o ter luminifero, com compor amen oelectrodinmico proposto por Maxwell, como meio adequadopara a propagao dos fenmenos electromagnticos, semperturbar o seu movimento, igualmente um modelomecnico simultaneamente infinitamente rgido einfinitamente elstico, uma enti ade totalmente diferente detudo o mais, matria uniforme e homognea, no dividida empartculas, que impregnaria todo o universo.

Mais uma vez a admisso de uma substncia com essascaractersticas, revelava-se altamente artificial e anti-natural,que longe de resolver dificuldades as tornava ainda maiores.

A hiptese de a luz ser uma vibrao electromagnticalevava naturalmente ao abandono da hiptese de Fresnel deuma luz originada na vibrao o ter, embora o conceito deter em si que no poderia ser bruscamente posto de lado.

3.4 A famosa experincia Michelson-Morley (1887)

Durante grande parte do sc. XIX a hiptese do ter foisendo aceite, embora surgissem divergncias quanto s suaspropriedades, mas j nas ltimas dcadas sofreria um abaloom a conhecida Experincia Michelson-Morley,

preparada especificamente para determinar o movimento daerra em relao quele hipottico meio.

A ideia unnime era de que o sol e as estrelas estariam fixosno ter, e este por sua vez, fixo no espao absoluto, o quefrequentemente levava confuso entre um e outro. Destemodo o movimento da Terra atravessando o ter, deveriaprovocar um vento e terque modificaria a velocidade daluz. Para comprovar este fenmeno diversas experinciasforam tentadas.

A mais conhecida, e celebrada a experincia realizada em1887 por Albert Abraham MICHELSON (1852-1031) fsico

americano, em colaborao com Edward WilliamsMORLEY (1838-1923) qumico ingls, e na qual se fez umatentativa para medir a velocidade da Terra em relao aoter. Propunha-se ento comparar a velocidade da luzmedida nas direces paralela e perpendicular supostaesteira criada pelo movimento da Terra em relao ao ter.27

No obstante as medies terem sido realizadas com elevadorau de preciso, a comprovao desse ento e terrevelou-

2 Para no alongar o texto deste artigo, dispensa-se a descrio dessafamosa experincia, que leitor poder encontrar por exemplo em JohnGribbin ou Michael Guillen, ambos referenciados na bibliografia. Notar quessa experincia no tinha por finalidade a determinao da velocidade da

uz, mas verificar que essa velocidade a mesma em qualquer direco.Mais tarde em 1 2 M c e son eterm nou com gran e prec so avelocidade da luz.. Michelson recebeu o Prmio Nobel de Fsica em 1907,sendo o primeiro americano a receb-lo.


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se impossvel, e deste modo a decisiva experincia, ficoulebre pelo seu carcter negativo provavelmente o resultado

negativo mais famoso e to a a istria a Fsica, comoalgum a designou. Ela provou que no existia qualquerindcio de que a Terra se movesse em relao ao ter imvel(referencial absoluto), concluindo-se ento que o terou seriaarrastado completamente pelos corpos em movimento ou noxistia, o que seria mais provvel. Este facto perturbador abriu

uma grande crise na histria da Fsica.

3.5 Sc. XX Einstein e a Teoria da Relatividade

A partir do sc. XX as crticas oponentes foram ganhandovolume, pois verificava-se a no necessidade desse fluidopara a explicao dos fenmenos citados. Um restritonmero de cientistas manteve-se, no entanto, ligado aosantigos conceitos, invocando que de outro modo surgiam

ificuldades quanto ao conceito de aco-- istancia

Mas com a sua Teoria da Relatividade Einstein demonstrouue as propriedades atribudas ao ter podiam igualmente

ser imputadas ao novo conceito de espao-tempo.

Consequentemente a nova teoria passou a defender que oampo electromagntico das equaes de Maxwell, umantidade em si mesma que se propaga no espao vazio, eonsequentemente no impe a existncia do ter.

Da concepo original do espao passivo e ter dinmicovolucionou-se gradualmente para a presente concepo do

espao-tempodinmico.

E quanto natureza da luz? Depois de Fresnel, como se viu,parecia no haver razes para por em causa a naturezapuramente ondulatria da luz. Acontece porm que nosincios do sc. XX, descobriram-se novos fenmenos que spor intermdio da concepo corpuscular, j posta de parte,poderiam ser convenientemente explicados. Entre essesfenmenos destacou-se o e eito oto-elctrico. Foi Einsteinue reflectindo sobre o inslito problema, chegou conclusoe que, pelo menos dentro de certa medida, seria necessrio

retomar hiptese corpuscular, o que ps a comunidadeientfica no mbito da fsica perante uma situao algombaraosa. Ento nica maneira de ultrapassar essaificuldade seria a de admitir como simultaneamente vlidos

os dois aspectos do comportamento da luz!

Concebido na Antiguidade, reavivado por Decartes e apoiadosucessivamente por uma pliade de grandes fsicos, o teradquiriu na Fsica, at meados do sc XIX uma posiofulcral para explicar a propagao da luz no espao vazio.Mas nunca foi fisicamente detectado. A experinciaMichelson-Morley deu uma machadada mortal nessa crena.No havia portanto nenhuma vidncia da existncia do ter.

No sc. XX Einstein pronunciou-se definitivamente contra axistncia do ter. Tanto a sua Teoria da Relatividade

Restrita e como a Teoria da Relatividade Generalizadapostulando a constncia da veloci ade da luz, em todas as

ireces e a sua independencia do movimento da fonteluminosa, e a introduo do conceito de espao-tempo,tornam dispensvel a existncia do ter.

Em evo uo a F sica e Newton Teoria osuanta,28 que escreveu com Leopold ENFIELD, afirma

categoricamente:

Todas as suposies relativas ao ter no conduzirama nada; a experincia vetou-as todas. Olhando para trsvemos que o ter, logo aps ter nascido, se tornou oenfant terri e o c as su stncias fsicas.

Primeiramente a construo de uma imagem mecnicao ter revelou-se impossvel, sendo abandonada. Issooi em grande parte a causa do desmoronamento da

teoria mecanicista []. O ter no revelou a suaestrutura mecnica nem reve ou o movimento a so uto.

Nada ficou de todas as propriedades do ter, salvoaquela para que fora inventado: a capacidade detransmitir as ondas electromagnticas. As tentativas

para esco rir as suas proprie a es evaram aificu a es e contra ies. Depois esta o isseia,

chegou o momento de esquecermos o ter e de nemsequer lhe pronunciarmos mais o nome. Devemos dizer:o espao tem a propriedade de transmitir ondas,evitan o este mo o a enunciao e uma pa avramorta.

* * *

A neblina etrea, quintessncia que durante mais de doismilnios ofuscara o Universo perante os sensores da

incia, desaparecera finalmente!

Mas a natureza dessa intrigante substncia influiu e continuaa influir tanto nos conceitos do nosso dia-a-dia, que aspalavras ter e et reo e outras derivadas ultrapassaram osentido original, passando tambm a usar-se, sobretudo nalinguagem potica e teolgica, como sinnimos de algopuro, delicado, sublime, celestial, difano. Delas derivam(do latim aetheriu) os termos e erno, eternidade, eterizar(desvanecer-se).

Se para os cientistas o ter para esquecer, como bemprope Einstein, no dever s-lo, felizmente, para ospoetas, que constantemente o evocam. A Poesia tem o

ireito de sonhar!

Recordemos ento, para amenizar um pouco a leitura deste

j longo artigo, dois grandes cultores da poesia.Do nosso imortal Lus de CAM ES as quadras iniciais deum dos mais belos dos seus sonetos:

Alma minha gentil que te partisteTo cedo desta vida descontente,

Repousa l no cu eternamenteE viva eu c na terra sempre triste.

Se l no assento etreo onde subiste,Memria desta vida se consente,No te esqueas daquele amor ardente

Que j nos o os meus to puro viste.

Ver Bibliografia deste artigo


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E do grande poeta brasileiro Antnio Gonalves DIAS :

So ta-se a a ma as prises terrenasEmbalada num ter deleitosoComo Alcone nas guas adormecida.

CONCLUSO HISTORIAR PRECISO

As mudanas bsicas ocorridas em todas as cincias,nomeadamente a Fsica, a Qumica e cincias afins, vofrequentemente de encontro a modos de pensar firmementenraizados, dificilmente admitindo contestao eonstituindo densas barreiras epistemolgicas.

H sempre uma inrcia que contraria o aparecimento deteorias que contrapem s rigidamente estabelecidas. Temosomo exemplo mais gritante o abandono das teorias

geocntricas (embora neste caso tambm tivessemprevalecido princpios religiosos demasiado retrgrados).

Esses factos foram mais marcantes enquanto a atitude terica,ou melhor, especulativa, prevalecia sobre o conhecimentoxperimental. Foi gradualmente, no seguimento de Francis

BACON (1561-1626) com o seu Novum Organumpreconizando a atitude experimental na investigao cientfica,ue se verificou o interesse pela medio e quantificao dos

fenmenos, bem como a apreciao dos erros, reconhecendosimultaneamente as condies a que uma teoria deveriasatisfazer para ser aceite ou preferida a outra.

No mbito da Fsica, a revoluo cientfica de 1550 a 1750,marcou o incio dessa nova atitude. Boyle, Pascal, Hooke,Newton, Torricelii., entre outros, surgem como expoentes

essa mentalidade. Na Qumica (que se estabeleceu comoincia bastante mais tarde), podemos apontar os nomes deBlack e Lavoisier, como os mentores de novos avanos,(embora, como se viu, no tivessem deixado, pelo menos,pontualmente, de seguir tambm teorias erradas).

No entanto, tambm se deve reconhecer que, como afirma oProf. Amorim da Costa, ideias que hoje se revelam saciedade como absurdas, foram noutras pocas tidas comoplausveis, e muitos erros de antanho foram os reaisindicadores dos verdadeiros caminhos por onde veio anveredar-se posteriormente.

Muitos erros o passa o estavam muito mais pren esde inteligncia que muitas ideias absolutamentecorrectas e exactas que se lhes seguiram.

No presente artigo foram abordados trs casos exemplares deonceitos criados pela Fsica e pela Qumica, que a despeitoe hoje no serem vlidos, no deixaram, em dado momento,e dar contributo importante cincia. Pergunta-se ento:

Devemos ju gar uma teoria cientfica apenas uz asua eficcia ou devemos esperar dela a indicao sobrea prpria estrutura do real?

Gonalves Dias (1823-1864), um dos maiores poetas brasileiros, deprofunda inspirao lrica, nasceu no Maranho, mas estudou em Portugal,orman o-se em D re to na n vers a e e Co m ra. Aqu compsgumas as suas me ores o ras, sen o a m ra o pe o nosso Hercu ano.

A Cincia na realidade uma entidade que anda muitasvezes para a frente e para trs, nem sempre progredindo domodo racional, lgico e nobre que tendemos a idealizar, masacabando por evoluir em saltos e tropeos, em direco perfeio. A sua histria est repleta desses casos.

O ilustre filsofo racionalista austraco Karl POPPER(1902- 1994) na sua inovadora obra prima, A Lgica da

Desco erta Cientfica , publicada em 1934, ataca oprogresso cientfico baseado no mtodo indutivo, noaceitando ser adequado inferir-se leis universais a partir

e um nmero finito de observaes particulares e acentuaue por muito numerosas que possam ser as verificaes de

uma teoria, elas no permitem concluir a sua veracidade,pois um s facto que no a respeite poder ser suficientepara a condenar. Como racionalista Popper leva muito longea anlise dos imites o possve da investigao cientfica,refutando a existncia de experincias cruciais comoelementos de prova de uma teoria, considerando-asaceitveis apenas como refutadoras de outra ou outras que ofacto experimental contraria. Popper chegou mesmo asugerir que talvez no haja uma teoria definitiva para afsica, pelo que, cada explicao que se encontrasseprecisaria sempre de outra explicao, produzindo-se assimuma cadeia infinita de mais e mais princpios fundamentais.

Por seu lado o filsofo e historiador da cincia americanoThomas Samuel KUHN (1922-1996), que foi professor noMIT, atribui em

A Estrutura as Revo ues Cient icas,de 1962, considerado um dos livros mais influentes do sc.XX, a aceitao de teorias sobretudo a atitudes sociais epsicolgicas, defendendo que a histria das cincias no sealicera no confronto entre teorias, mas nas relaes de cadateoria com o seu contexto e no seu poder explicativo.

De Herbert BUTERFIELD, temos essa afirmao de 1965,citada por Amorim da Costa:

A Histria lembra-nos as complicaes subjacentes snossas certezas e mostra-nos que todos os nossos juzosso meramente re ativos, sujeitos ao tempo ecircunstncia

Para terminar, refira-se a Einstein. Como muitos outrosigantes da Cincia, desenvolveu a sua prpria viso de

como a histria da fsica deveria ser apresentada, afirmandoque misso da histria das cincias reconstituir osconceitos e princpios exemplares que sirvam para aestruturao do desenvolvimento da cincia. Da sua vozinquestionvel, ouvimos:

Quase to os os gran es avanos a cincia ecorremde uma crise da teoria antiga e do esforo para resolveras di iculdades criadas. Temos de analisar velhas ideias,velhas teorias, embora sejam coisas do passado, porque o nico meio e compreen ermos a importncia asnovas

Magister ixite portanto istoriar preciso!


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AGRADECIMENTOS

As referncia a K. Popper e a T. S. Kuhn, foram possveisgraas leitura da magnfica obra Os 100 Livros que maisinfluenciaram a Humanidade, de Martin Seymour-Smith,uma histria do pensamento dos tempos antigos aos dias dehoje, editada na Brasil e creio que ainda no existente emPortugal, que me foi gentilmente oferecida pelo amigo,

olega e nosso conscio na S.P.M., Prof. Celso PintoPEREIRA, do Departamento de Engenharia Mecnica daUniversidade de S. Paulo, plo de Guarantiguet, Brasil. Aleitura estimulante desse livro e os conhecimentos que deleabsorvi, obrigam-me a expressar aqui os meusagradecimentos ao estimado amigo e colega Celso Pereira.

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