O Sistema Nervoso Periférico

O sistema nervoso periférico é composto pela intensa rede de nervos que partem do SNC e se distribuem por todo o corpo (nervos motores) e de nervos que vêm de todas as áreas do organismo e convergem para o SNC (nervos sensitivos). Naturalmente , existem nervos mistos, cujas características incluem as de ambos os tipos mencionados anteriormente , isto é , conduzem as ordens do SNC para os diversos pontos do corpo e , ao mesmo tempo, transmitem as percepções sensoriais desses mesmos pontos para o SNC.  Podemos , então, dizer que o SNP (sistema nervoso periférico) compreende todos os nervosos do nosso corpo. Muitos desses nervos têm a sua atuação na dependência da vontade do indivíduo , revelando ação volutária. Esses nervos motores de ação voluntária , juntamente com os nervos sensitivos (que permitem ver , ouvir , sentir dor , cheiro , gosto , calor ou frio etc.) , oferecem ao indivíduo a possibilidade de se relacionar com o meio ambiente.  Por isso , eles formam o que podemos chamar de sistema nervoso da vida de relação. Este sistema contrasta com um outro grande número de nervos que atuam sem a consciência ou a vontade do indivíduo , regulando a atividade de inúmeros órgãos , como o coração, o estômago , os intestinos , os movimentos do diafragma , as secreções das glândulas salivares , o diâmetro das pupilas etc. Esses nervoso de ação  involuntária , que trabalham sem a pessoa sequer suspeitar , formam em conjunto o sistema nervoso autônomo ou sistema nervoso da vida vegetativa. Existem lesões que destroem áreas do SNC , anulando completamente a atuação do sistema nervoso da vida de relação , mas deixando inato o sistema nervoso da vida vegetativa . Quando isso ocorre , a pessoa deixa de ter relação com o mundo que a rodeia e passa a uma vida estritamente vegetativa (os órgãos funcionam bem, mas o indivíduo parece não sentir mais nada, nem responde aos estímulos externos).  É comum chamar-se o sistema nervoso da vida de relação de sistema nervoso somático , o que não nos parece muito lógico , uma vez que o  sistema nervoso autônomo, atuando sobre as diversas partes do corpo, é , consequentemente, também somático. O sistema nervoso da vida de relação compreende nervoso que se originam diretamente no encéfalo (particularmente, no cérebro , no cerebelo , na ponte ou protuberância , e , mais numerosamente , no bulbo) e nervos que se originam na medula raquiana. Distinguimos , então, os nervos cranianos e os nervos raquianos , respectivamente. Denominam-se nervoso cranianos aqueles que nascem diretamente do encéfalo. Nos mamíferos , eles são em número de 12 pares (em outros vertebrados , encontram-se apenas 10 pares). Alguns são sensitivos ; outros , motores ; outros , ainda , são mistos.  Todos são catalogados por números. Muitas vezes , faz-se referência a um determinado par pelo seu número , e não pelo seu nome. Assim, torna-se obrigatório o conhecimento dos 12 pares de nervos cranianos pelos seus números de ordem. Todos eles atuam sobre órgãos e músculos da cabeça e do ombro. Apenas o pneumogástrico ou vago se dirige para o interior do tronco e inerva as vísceras , como o coração , o estômago, o intestino e outros órgãos. Aliás, esse é o único par craniano que tem atuação involuntária , pertencendo , portanto , ao sistema nervoso autônomo. Os nervos raquianos nascem todos da medula raquiana , mas dirigem-se para pontos diversos do corpo , como braços , tronco e pernas. Compreendem 31 pares e são todos mistos , isto é , transmitem sensações da pele e dos órgãos para a medula , como transmitem as ordens motoras desta para os músculos.  Cada nervo raquiano contém fibras sensitivas , que trazem para a medula percepções sensoriais de uma região do corpo , e fibras motoras , que levam da medula estímulos motores para essas mesmas regiões. Os nervoso raquianos emergem da medula por meio de duas raízes - raíz anterior e raiz posterior - , as quais se juntam logo adiante formando o nervo propriamente dito. As raízes posteriores (com fibras sensitivas) são aferentes em relação à medula , pois conduzem o estímulo no sentido dela. As raízes anteriores (com fibras motoras) são eferentes em relação à medula , pois levam estímulos que se afastam dela. Portanto, na sua maior extensão, cada nervo raquiano encerra fibras sensitivas e fibras motoras e procede como uma "estrada de mão-dupla" . Pelas fibras sensitivas vêm os estímulos de percepção e pelas fibras motoras vão as ordens de comando. O estímulo sensitivo é captado por receptores, na pele. As fibras sensitivas do nervo raquiano conduzem o impulso nervoso até a medula , penetrando-o por uma raiz posterior. Na massa cinzenta , há um neurônio de associação ou de transição. O impulso passa pela sinapse que existe entre o neurônio sensitivo (cujo corpo fica no gânglio espinhal) e o neurônio de transição . Deste , o estímulo prossegue , passando por outra sinapse . Para o neurônio motor , cujo corpo também se localiza na massa cinzenta , indo , contudo , o seu axônio integrar a raiz anterior. Da reunião das duas raízes resulta o nervo raquiano.  As fibras motoras (axônios) vão terminar em músculos.

Marés

Um fato que qualquer pessoa que viva à beira-mar pode perceber facilmente é que as águas do mar têm um movimento periódico de "sobe e desce" : são as marés. Na média , a diferença de  nível entre as Marés é da ordem de 1 metro. Mas há locais da Terra em que essa diferença chega a 15 metros , como na praia de Moreré , Bahia. O que ocasiona essa movimentação das águas? Galileu tentou explicar as marés pela atração da Lua.  Podemos representar a Terra como isolada da ação de outros corpos : o nível da água do mar é o mesmo ao redor de todo o globo terrestre. Porém , a Terra não está isolada. Vamos falar sobre essa explicação de Galileu : A atração da Lua provoca um deslocamento das águas do mar, produzindo uma maré alta e ao mesmo tempo uma maré baixa , em outro ponto. A ideia é boa , mas tem um problema : por essa teoria teríamos uma maré alta e uma maré baixa por dia , enquanto a experiência nos diz que temos duas marés altas e duas marés baixas por dia?  Como explicar isso? Quem conseguiu explicar corretamente as marés foi Newton , usando sua Lei da Gravitação. Porém, antes de explicar a demonstração, vamos descrever rapidamente o que sabemos hoje sobre as marés.

¤Descrição dos Fatos:

As marés são provocadas pelos efeitos conjuntos da Lua e do Sol; no entanto, como iremos ver em breve , o efeito da Lua é maior que o efeito do Sol (cerca de 2,5 vezes maior). Assim, representamos o que realmente acontece. A cada instante temos em pontos opostos , duas marés altas e duas marés baixas se alternando a cada 6 horas aproximadamente: alta, baixa , alta, baixa. Se a Terra não tivesse movimento de rotação, teríamos a situação em que a Terra não arrastaria as águas do mar fazendo com intervalo de tempo entre duas marés seja de 6 h 12 min 30 s, e não de 6 horas. O arrastamento das águas tem um efeito importante. O atrito entre a água e a Terra acarreta uma perda de energia cinética de rotação da Terra , fazendo com que sua velocidade angular vá diminuindo.  Calcula-se que o período de rotação da Terra diminua 0,002 segundo a cada século.  Não é só a água que se desloca pela ação da Lua. A Terra também de deforma. Entre uma maré alta e uma maré baixa, a Terra deforma-se cerca de 2m centímetros. Isso acarreta uma variação na aceleração local da gravidade de, aproximadamente , 0,0000025 m/s2. Como já dissemos , a influência do Sol é menor que a da Lua nas marés. No entanto , essa influência existe e , quando o Sol , a Terra e a Lua estão alinhados , há um reforço dos efeitos. Isso ocorre na lua cheia ( a Terra entre o Sol e a Lua) e na lua nova ( a Lua entre o Sol e a Terra).

Principais Glândulas Endócrinas E Mistas Humanas

É a glândula endócrina que realiza maior número de funções no organismo humano. Seus hormônios têm desempenho sobre diversas outras glândulas endócrinas , estimulando-as nas suas atividades. Não obstante seu grande papel , a hipófise tem a minúscula dimensão de um grão de ervilha. Localiza-se bem no centro geométrico da base do crânio, alojada na sua sela túrcica (ou turca) do osso esfenóide. Ela está ligada ao hipotálamo (região do encéfalo) por um fio pedículo de estrutura nervosa. A hipófise , nos mamíferos , mostra-se constituída de duas porções ou lobos - o lobo anterior ou adeno-hipófise e o lobo posterior ou neuro-hipófise. O primeiro tem origem embrionária a partir do epitélio do céu da boca. Tem, portanto, estrutura epitelial (epitélio glandular). O segundo, nascido do tubo neural (do qual nasce também o cérebro), tem estrutura nervosa em vertebrados inferiores (peixes e répteis) ,  hipófise apresenta uma porção intermediária os dois lobos , na qual se forma um hormônio - a intermedina - que atua sobre os cromatóforos da pele , determinando mudanças de coloração do animal, principalmente na época da reprodução. Os hormônios produzidos pela adeno-hipófise são controlados por hormônios liberadores de origem hipotalâmica . A neuro-hipófise não produz hormônios - apenas armazena e lança na circulação os hormônios produzidos pelo hipotálamo.

A - Adeno-Hipófise ou Lobo Anterior da Hipófise

O lobo anterior da hipófise produz diversos hormônios , a maioria representada por hormônios tróficos, isto é , que atuam sobre outras glândulas ou órgãos cujos desempenhos estão relacionados com o desenvolvimento do indivíduo. São eles:

¤Hormônios somatotróficos ou do crescimento (STH - Somotrophic Hormone) :

Este hormônio é produzido durante a infância e a adolescência . Ele atua sobre as células dos tecidos cartilaginoso, ósseo e muscular , contribuindo para o crescimento do indivíduo. A deficiência na produção hipofisária do STH durante a infância acarreta o nanismo (porte de anão). A hiperfunção hipofisária com excesso de STH na infância e na adolescência leva ao gigantismo. A produção do hormônio do crescimento no indivíduo adulto determina a acromegalia (desenvolvimento anormal das extremidades ósseas , como mãos , pés , queixo , arcadas supra-ópticas etc.).  ¤Hormônio tireotrófico :

Com esta secreção, a hipófise estimula a atividade endócrina da tireóide, cujos hormônios têm notável desempenho no desenvolvimento físico e psíquico das pessoas.

¤Hormônio Adrenocorticotrófico :

É estimulante das funções do córtex das supra-renais ou ad-renais. A deficiência desse hormônio pode provocar sérias complicações , que serão melhor compreendidas depois de analisarmos os papéis exercidos pelas glândulas ad-renais.

¤Hormônios Gonadotróficos:

Esses hormônios agem sobre as gônadas de ambos os sexos. Na mulher , o FSH (hormônio folículo-estimulante) incentiva a maturação dos folículos de Graaf , com o desenvolvimento dos ovócitos, interferindo indiretamente no ciclo menstrual . No homem , esse mesmo hormônio estimula a produção de espermatozoides nos tubos seminíferos. O LH (hormônio luteinizante) , nas mulheres , induz a ovulação e , consequentemente , Graad já vazio , depois que eliminou o óvulo (ovócito secundário). Também , indiretamente , coordena os ciclos menstruais. No homem, o LH (outrora conhecido como ICSH - Intersticial cells Stimulating Hormone) funciona estimulando as células intersticiais de Leydig na produção de hormônios masculinos, responsáveis pela virilização do indivíduo.

¤ Prolactina:

É um hormônio que , sob determinadas condições , estimula a produção de leite nas glândulas mamárias. Nos pombos , quando há crias, esse hormônios determina a produção do leite-de-pombo , uma secreção leitosa do papo .  B- Neuro-hipófise ou Lobo Posterior da Hipófise

O lobo posterior a hipófise (neuro-hipófise) é apenas um estocador de hormônios de origem hipotalâmica. Esses hormônios descem do hipotálamo para a neuro-hipófise ao longo dos axônios de alguns feixes de neurônios. Os principais desses hormônios são a ocitocina e o hormônio antidiurético.

¤Ocitocina:

A ocitocina provoca contrações fortes da musculatura lisa do útero na ocasião do parto e após ele. A sua liberação na corrente sanguínea depende de estímulos do sistema nervoso. Esse hormônio atua, ainda , sobre as fibras musculares lisas que envolvem as glândulas mamárias, provocando a contração das mesmas e a ejeção do leite. Repare , portanto, que a produção do leite é desencadeada pela ação da prolactina (lobo anterior da hipófise) , mas a ejeção do leite está na dependência da ocitocina (hipotálamo e lobo posterior da hipófise).

¤Hormônio Antidiurético:

Já vimos o importante papel que desempenha o ADH no mecanismo da reabsorção tubular da água nos rins. A deficiência desse hormônio na corrente sanguínea  provoca ciência desse hormônio na corrente sanguínea provoca uma intensa diurese (grande quantidade de urina , chegando até 20 litros diários, quando o normal fica em torno de 1,5 litro). A grande perda de água provoca desidratação e sede intensa. O sangue fica mais concentrado e , consequentemente, a taxa de glicose "parece" mais alta. Embora não seja comum , pode haver eliminação de glicose na urina , já que a reabsorção tubular ficou prejudicada. Todo esse conjunto de sintomas e sinais lembra muito o quadro clínico da diabete melito . Esse falso quadro de diabete é denominado diabete insípida. Alguns hormônios funcionam estimulando nas células a produção do AMP cíclico (monofosfato de adenosina cíclico) , o qual desencadeia a síntese de certas proteínas que agem como receptores e transportadores de substâncias ao nível membrana celular. Assim agem a insulina , a mais esteroides estimulam o funcionamento de genes. Eles induzem a "transcrição"  e a "tradução" do código genético do DNA , com a consequente produção de proteínas específicas que vão determinar o aparecimento de um caráter hereditário no indivíduo. O ADH, por seu papel na elevação da pressão sanguínea , costuma ser chamado também de vasopressina. Como a sua produção deficiente leva à diabete insípida , tem sido (ainda que de mau gosto) cognominado hormônio antidiabetogênico da hipófise , o que , por mera coincidência , continua correspondendo à sigla ADH. Os hormônios hipofisários e hipotalâmico atuam sobre outras glândulas endócrinas estimulando-as. O controle da atividade hipofisária é feito , por mecanismo de feedback , em função da concentração no sangue dos hormônios liberados pelas glândulas por ela estimuladas. Quando esses hormônios atingem valores elevados , a hipófise diminui a sua própria atividade.

Pâncreas

O pâncreas é uma glândula mista localizada abaixo e atrás do estômago. Sua "secreção externa" é o suco pancreático , rico em zimogênios (tripsinogênio , quimotripsinogênio), enzimas (carboxipeptidases , lipases , amilase pancreátca ou nucleases) , além de íons bicarbonato. A função endócrina do pâncreas é realizada por um grande número de grupamentos celulares que receberam o nome de ilhotas de Langerhans. Nessas ilhotas , distinguem-se células de dois tipos: as células-alfa e as células-beta. As primeiras produzem o glucagon , e as últimas , a insulina. O glucagon promove no fígado a glicogenólise , isto é , o desdobramento do glicogênio em glicose , com o descarregamento desta na corrente sanguínea (papel semelhante ao realizado pela adrenalina).  O glucagon (juntamente com  adrenalina e os glicocorticóides) tem papel glicemiante. Já a insulina é antiglicemiante , pois , lançada no sangue , promove alterações na membrana plasmática das células , facilitando a entrada da glicose para consumo imediato. A produção deficiente de insulina pelas células-beta das ilhotas de Langerhans se faz acompanhar do acúmulo de glicose no sague (hiperglicemia). Quando a taxa de glicose ultrapassa um certo limite (em torno de 180 mg/100 ml), começa-se a observar a excreção de glicose na urina. Isso é característico da diabete melito. Além do papel mencionado acima , a insulina também estimula a conversão da glicose em glicogênio , o que reforça a retirada de glicose do sangue (função hipoglicemiante). Como vimos , diversos hormônios atuam na regulação do açúcar sanguíneo (cortisol, adrenalina , insulina e glucagon). O glicogênio é um polissacarídeo formado pelo encadeamento da milhares de moléculas (resíduos) de glicose. Ele é armazenado no fígado e nas fibras musculares estriadas. Distinguimos , portanto, o glicogênio hepático e o glicogênio muscular. A testosterona é produzida nos testículos sob o estímulo do LH da hipófise . Mas também surge como produto do metabolismo dos androgênios liberados pelo córtex supra-renal. A insuficiência funcional endócrinatesticularr pode provocar o eunucoidismo ou efeminização, sem que haja necessariamente a esterilidade do indivíduo. A função secretora externa pode continuar normal.

As Bacias Secundárias

As bacias secundárias reúnem um conjunto de bacias localizadas nas proximidades do litoral ; apresentam rios de pequena extensão , geralmente com poucos afluentes. São consideradas bacias secundárias:

¤Bacias do Nordeste - Destacam-se os rios permanentes de Mearim , Turiaçu e Itapecuru (No Maranhão) ; Parnaíba (Maranhão/Piauí) ; e Beberibe e Capibaribe (Em Pernambuco). Contudo , a maior parte dos rios situa-se no sertão ; eles são temporários (intermitentes) , como o Jaguaribe (Ceará) , considerando o maior rio temporário do mundo.

¤Bacias do Leste - Destacam-se  os rios Jequitinhonha , que corta uma região extremamente pobre do nordeste de Minas Gerais ; Doce , que abrange tradicional área de mineração neste estado ; e Paraíba do Sul , que atravessa importante região industrial do Brasil e de grande concentração urbana (São Paulo e Rio de Janeiro).  ¤Bacias do Sudeste-Sul - São importante rios dessa bacia o Ribeira do Iguape (São Paulo, próximo à fronteira do Paraná) , região mais empobrecida econômica e socialmente do estado  o Itajaí (Principal região industrial de Santa Catarina) e o Tubarão (região carbonífera e industrial , também situada em Santa Catarina). No Rio Grande do Sul , destacam-se os rios Guaíba (Porto Alegre) e Jacuí , além das lagoas dos Patos , Mirim e Mangueira. O subsolo do território brasileiro armazena grande quantidade de água , inclusive sob as áreas semi-áridas do Nordeste. As águas subterrâneas nem sempre são apropriadas para consumo. O volume das águas encontradas próximo à superfície , as quais formam os lençóis freáticos , não só é pequeno como pode estar contaminado. Essas águas , bastante exploradas , podem conter toxinas oriundas tanto da agricultura como de atividades industriais. Os reservatórios subterrâneos , localizados a centenas de metros de profundidade e que apresentam enorme volume de água (centenas de milhares de km3) , são denominados aquíferos. Esses aquíferos provavelmente não estão contaminados. Nem trecho do subsolo brasileiro encontra-se parte do maior aquífero do mundo - o Sistema Aquífero Guarani - , localizado justamente numa das áreas de maior concentração populacional e de maior consumo de água do país. As águas desse aquífero também ocupam trechos do subsolo da Argentina , do Paraguai e do Uruguai . Portanto , para preservar esse imenso manancial de água doce e de boa qualidade, é necessário implantar uma política conjunta de exploração e de controle ambiental.

As Correntes Marinhas

As correntes marinhas , cujo fluxo deve ter velocidade superior a 12 milhas marítimas por dia , são os movimentos mais importantes que as água do mar apresentam. Elas podem ser comparadas a rios de água salgada, com temperatura diferente da massa de água oceânica por onde passam . Além disso , elas circulam em outra velocidade em função da diferença de temperatura e salinidade , que modificam a sua densidade. Essa diferença de densidade entre as águas que formam as correntes e as que circundam no oceano faz com que elas tenham velocidade própria e sigam sempre uma direção regular e relativamente precisa. O movimento e a direção das correntes depende de ventos regulares , destacando os alísios , do movimento de rotação da Terra e do contorno dos continentes. A importância prática do estudo das correntes marinhas reside no fato de que nelas encontram-se os alimentos necessários à vida marinha , pois são ricas em microrganismos (plâncton) e servem de base para a alimentação dos peixes. Por isso as correntes constituem lugares favoráveis ao desenvolvimento de grandes cardumes e , consequentemente , à atividade pesqueira. É o caso das áreas oceânicas próximo aos litorais da Noruega (Gulf Stream) , do Peru (Corrente de Humboldt) e do Japão (corrente do Japão). Além disso , as correntes , quando se aproximam do continente , influenciam o clima das regiões situadas junto à costa litorânea. Dos minerais encontrados nas águas marinhas , o mais abundante é o cloreto de sódio , comumente conhecido por "sal de cozinha" . Além dele aparecem também outros sais em menor quantidade , como cloreto de magnésio , o sulfato de magnésio e o sulfato de cálcio. A salinidade varia de um local para outro devido à temperatura, à evaporação , às chuvas e o desaguamento dos rios. O valor médio da salinidade é de 35% , ou seja , 35 g de sais por 1000 g (1 litro) de água. Nas áreas onde a evaporação é intensa e a quantidade de chuva é pequena , a salinidade apresenta-se mais elevada. Nas regiões mais frias , a salinidade é menor devido à pequena intensidade da evaporação e à diluição da água do mar pelo derretimento das neves. Os mares tropicais pouco profundos (onde a evaporação é mais intensa ) são mais salgados que os situados próximo aos pólos, nos quais os gelos glaciares aportam. Também são menos salgados os mares onde deságua um maior número de rios , cujas águas , carregando diversos materiais em suspensão, reduzem o índice de salinidade. Enquanto o mar Negro tem um índice de salinidade de 1,5% , o Báltico possui apenas 0,02% e o vermelho , localizado em região árida , apresenta uma salinidade de 40% , acima da média geral. Entretanto, o maior índice de salinidade é apresentado pelo mar Morto , de 250%. A temperatura das águas depende da quantidade de isolação recebida pela superfície . Como a água demora mais tempo do que a terra para aquecer e para resfriar , a temperatura dos oceanos é mais uniforme. Se a temperatura das águas marinhas depende da isolação , ela será mais elevada na superfície do que em profundidades maiores e mais elevada também na linha do Equador do que nos pólos.

Biotecnologia E A Nova Revolução Agrícola

A biotecnologia é o conjunto de tecnologias aplicadas à Biologia , utilizadas para manipular geneticamente plantas , animais e micro-organismos por meio de seleção , cruzamentos naturais e transformações no código genético. Ela teve grande desenvolvimento nas décadas de 1970 e 1980 , mas vem sendo estudada e aplicada desde os anos 1950 , em vários países do mundo . A própria Revolução Verde , que criou semente híbridas , foi uma das detonadoras da biotecnologia. Embora , em boa parte , ela se associe à atividade agrícola , tem aplicabilidade  também em outros setores. As suas atividades estão ligadas à clonagem , à indústria farmacêutica ( na manipulação de novas fórmulas de medicamentos , por exemplo ), à fabricação de plásticos biodegradáveis e de conservantes de alimentos e a outras aplicações ainda em fase de desenvolvimento . Uma das aplicações modernas da biotecnologia consiste na alteração da composição genética dos seres vivos , quando se inserem , por exemplo, genes de outros organismos vivos no DNA dos vegetais . Por esse processo pode-se alterar o tamanho das plantas , retardar a deterioração dos produtos agrícolas após a colheita ou torná-los mais resistentes às pragas , aos herbicidas e aos pesticidas durante a fase do plantio , assim como possibilitar maior adequação dos vegetais aos diferentes tipos de solos e climas. Os vegetais derivados da alteração genética são chamados de transgênicos. Nos produtos agrícolas criados através da engenharia genética , os traços genéticos naturais indesejáveis podem ser eliminados , e outros implantados artificialmente para aprimorar a sua qualidade. Entre os produtos que já participam do mercado ou estarão disponíveis nos próximos anos , é possível destacar , como exemplos :

¤Tomate de amadurecimento lento ;

¤Batatas Maiores E Com Polpas Mais Densas;

¤Bananas de maior tamanho e adaptadas a clima mais frio;

¤Milho e algodão quase totalmente imunes às pragas;

¤Soja resistente a herbicidas;

¤Soja com mais proteína ;

¤Melancia e uva sem caroço;

¤Cebola e couve produzidas o ano inteiro;

¤Trigo para ser cultivado no deserto;

¤Frutas cítricas resistentes às geadas;

¤Gado de corte com imunidade a doenças.

A biotecnologia utilizada para estimular o aumento da produtividade na agropecuária tem sido aplicada já há algum tempo e a avaliação dos resultados é bastante controvertida. Na pecuária , são utilizadas injeções de hormônios para aumentar a capacidade reprodutiva , o crescimento e o peso dos animais. O uso de anabolizantes é outra técnica bastante utilizada na atividade criatória , inclusive no Brasil: eles permitem maior absorção dos nutrientes pelo organismo do animal , promovendo uma elevação substancial da massa , que pode atingir até 20% em relação ao processo de criação natural. Os efeitos desses produtos alimentícios para a saúde humana estão sendo estudados. Na agricultura , também há muitas controvérsias sobre os possíveis danos dos vegetais transgênicos não só para a saúde das pessoas , mas também para os ecossistemas. De modo geral , os críticos ao uso dos organismos geneticamente modificados (OGMS) apontam para a necessidade de se fazer testes mais amplos e específicos , ou seja , para cada produto transgênico. Além disso, as novas variedades genéticas são produzidas por grandes corporações multinacionais , como a norte americana Monsanto, cujas mudas e sementes têm sido patenteadas. Essas novas variedades só podem ser utilizadas mediante o uso das patentes e do pacote tecnológico necessário à sua produção. Com isso , é reduzida a quantidade de beneficiados por essa tecnologia , além de acentuar a dependência tecnológica dos países subdesenvolvidos em relação aos desenvolvidos. Além disso , a biotecnologia não está totalmente isenta de danos generalizados na produção de alimentos . Com ela , haverá uma homogeneidade cada vez maior das espécies cultivadas , pois os agricultores optarão pela plantação das mais produtivas e mais resistentes. Nos últimos tempos, o desafio da engenharia genética tem sido a criação de produtos sintéticos em laboratórios. O impacto desses produtos deverá ser ainda mais intenso que aquele provocado pela introdução de novas tecnologias nos setores industriais e de serviços.

Política Agrícola E Mercado No Mundo Desenvolvido

A política agrícola da maior parte dos países ainda não se adaptou à economia mundial. De um lado , os países subdesenvolvidos não dispõem de recursos financeiros volumosos para subvencionar seus agricultores. De outro , os países desenvolvidos , como Japão, Estados Unidos  e integrantes da União Européia , mantém uma política agrícola com subsídios aos agricultores e protecionismo de mercado.  Entre os temas mais polêmicos na OMC (Organização Mundial do Comércio) estão as quixas dos países subdesenvolvidos, que pedem redução dos subsídios para a produção agrícola e o fim da proteção dos mercados internos (os países protecionistas impõem tarifas elevadas às importações de alimentos e matérias-primas de origem agropecuária).  Essa elevada taxação , reforçada por uma redução nas cotas de importação por parte dos três principais centros da economia mundial (EUA, Japão e União Europeia), agrava ainda mais os problemas econômicos e sociais dos países que dependem da exportação agrícola e dificulta as importações de produtos fundamentais ao seu desenvolvimento , como máquinas , equipamentos industriais e implementos agrícolas. Do ponto de vista do consumidor que vive nos países desenvolvidos , as políticas agrícolas têm sido duplamente prejudiciais. Primeiro , porque os recursos (subsídios) destinados aos agricultores são pagos indiretamente por todos os contribuintes. Segundo, porque as altas tarifas para as importações elevam também o preço pago pelos consumidores no mercado interno desses países. Essa situação não pode ser generalizada , mas ela atinge a maioria da população que vive nos países desenvolvidos. Por fim, é preciso ressaltar também que os países subdesenvolvidos , de modo geral, exportam , principalmente , gêneros que não são de primeira necessidade, ocorrendo o oposto em relação aos países desenvolvidos. Costuma-se afirmar, com base nisso , que os países subdesenvolvidos exportam a "sobremesa", enquanto os desenvolvidos , o "prato principal".

A Agricultura Orgânica

Ao mesmo tempo em que a engenharia genética enfrenta desafios e a biotecnologia avança a passos largos , a prática da agricultura orgânica ganha muitos adeptos não só nos países desenvolvidos , sobretudo europeus , mas também em vários países subdesenvolvidos , com a utilização de métodos naturais pela correção do solo e controle de pragas , por exemplo. Vários problemas - como carne bovina contaminada ("doença da vaca louca" , na Europa) , verduras com excesso de agrotóxicos , águas poluídas por pesticidas , esgotamento o solo por causa do uso intensivo de irrigação - têm forçado as pessoas envolvidas no processo de produção agropecuária a repensarem os métodos utilizados. A agricultura orgânica é , desse modo, uma prática que pode contribuir para a redução dos danos causados aos ecossistemas , muitos deles já bastante afetados pela aplicação das técnicas próprias da agricultura moderna , que contribuem para a degradação dos solos, a poluição dos lençóis freáticos , córregos e rios , a destruição de espécies vegetais e animais . Os consumidores deste início do século XXI, por sua vez , estão cada vez mais conscientes em relação aos problemas ecológicos e muitos têm desvantagem de serem mais caros que os tradicionais , além de , no caso de frutas , verduras e legumes , terem menor volume.  As formas de auxiíio do governo a empresas ou produtores individuais , como : empréstimos com jutos mais baixos que os de mercado e prazos mais longos ; isenção total ou parcial para pagamento de impostos ; no caso da agricultura , inclui-se também o pagamento de uma quantia - proporcional ao lucro - para que o produtor não plante , a fim de evitar que o preço de uma mercadoria caia ou para forçar uma elevação do preço - Isso tudo é chamado de "Subsídios".

Ametropias Do Olho

Chamamos de ametropia qualquer deficiência no globo ocular que resulte na alteração do posicionamento do ponto máximo (PP) ou do ponto remoto (PR). São exemplos : a miopia , a hipermetropia e a presbiopia. Num olho emetrope (normal) , com os músculos ciliares relaxados , isto é , sem nenhum esforço visual , o foco do sistema está na retina , na fóvea centralis. Sua vergência é de 61 dioptrias.  Assim, se um feixe de luz cilíndrico incidir sobre o olho emetrope , paralelamente ao seu eixo óptico , os raios refratados no interior do globo convergirão para esse foco na retina , a fóvea . Isso não ocorre se houver alguma anomalia no globo ocular. Alguns problemas de visão resultam da incorreta relação entre a vergência e a distância da retina ao cristalino. As duas anomalias mais importantes são a miopia e a hipermetropia. Num olho míope , estando o cristalino descontraído , se um feixe de luz cilíndrico incidir sobre ele , paralelamente ao  seu eixo óptico , os raios refratados no interior do globo convergirão para um foco situado antes da retina . A vergência é excessiva em relação à distância da retina ao cristalino. Geralmente , a córnea é muito abaulada , sua face tem pequeno raio de curvatura , causando vergência muito grande. Pode ocorrer , também , de o globo ocular ser um pouco alongado. Num olho hipermetrope , estando o cristalino descontraído , se um feixe de luz cilíndrico incidir sobre ele , paralelamente ao seu eixo óptico , os raios refratados no interior do globo convergirão para um foco situado atrás da retina . A vergência é pequena em relação à distância da retina ao cristalino. Geralmente , a superfície da córnea tem pouca curvatura , o que diminui a sua vergência. Pode ocorrer também de o globo ocular ser um pouco achatado. Já na miopia , num olho normal , o ponto remoto encontra-se no infinito , ao passo que num olho míope ele se encontra a uma distância finita do olho , o que lhe traz certa dificuldade para enxergar até mesmo a médias distâncias. Caso o observador tente fazer um esforço de acomodação , os músculos ciliares contrairão o cristalino e a vergência aumentará , piorando a focalização do objeto.  O olho do míope tem o ponto próximo (PP) a uma distância inferior a 25 cm , sem que isso lhe acarrete nenhum problema ; aliás , há até uma vantagem : objetos colocados mais próximo do olho são enxergados sob maior ângulo visual e , portanto , com mais detalhes . A zona de acomodação do olho míope é um segmento finito. Como o olho míope tem excesso de vergência , mais do que 61 dioptrias, para corrigí-lo recomenda-se uma lente divergente , que possui vergência negativa.

Hipermetropia

Num olho normal, o ponto próximo encontra-se a uma distância relativamente pequena , convencionalmente a 25 cm do globo ocular , ao passo que num olho hipermetrope ele se encontra mais afastado , que lhe traz certa dificuldade para "visão de perto" . Cotidianamente , considera-se hipermetrope o olho com distância mínima de visão distinta superior a 35 cm (à vista desarmada , a leitura de um livro torna-se-ia impraticável). Para uma hipermetropia não muito acentuada , o olho não apresenta problemas de focalização de objetos infinitamente afastados. Basta um pequeno esforço de acomodação. Como o olho hipermetrope tem vergência insuficiente , menos do que 61 dioptrias , para corrigí-lo recomenda-se uma lente convergente , que possui vergência positiva. Se a hipermetropia for acentuada , haverá também a necessidade de corrigir a "visão para longe" , o que é feito com uma segunda lente convergente , pois o olho tem baixa vergência . Nesse caso , pode-se optar por usar um par de óculos para perto e outro para longe , ou , ainda , lentes bifocais. Modernamente , temos também as lentes multifocais , com "graduação progressiva".  [Presbiopia- "Vista Cansada"] Com o avançar da idade , o cristalino vai perdendo sua elasticidade , o que dificulta o trabalho dos músculos ciliares. O ponto próximo (PP) afasta-se do globo ocular (d> 25 cm) , como na hipermetropia. Essa anomalia denominada presbiopia (popularmente , vista cansada). Aquele que tem presbiopia será um presbíope ou présbita. No início, um présbita não tem problemas com a sua visão a longa distância , apenas tem dificuldades com a leitura, bastando-lhe um óculos de lentes convergentes . Com o tempo, pode ocorrer que o présbita comece a ter dificuldade com a visão de longa distância também. Nesse caso  a correção será feita com lentes de distância focal diferente da primeira , o que o leva a usar um par de óculo para perto e outro para longe , ou então lentes bifocais. De modo geral , as duas lentes corretivas do hipermétrope são convergentes. Há exceções.

Gravitação

Em 18 de Outubro de 1989 , o foguete Atlantis foi lançado da Terra , transportando a nave exploratória Galileu, com destino a Júpiter. Porém , em vez de ir diretamente a Júpiter , descreveu a trajetória passando mais duas vezes perto da Terra e uma vez perto de Vênus. Por quê? Ao estudarmos as leis de Newton , tivemos oportunidade de mencionar que o Principia de Newton foi um formidável sucesso. No entanto, a razão principal do impacto inicial de sua obra não foi o conjunto das três leis do movimento. O que mais entusiasmou os cientistas foi a maneira como ele conseguiu explicar os movimentos dos planetas a partir das três leis do movimento e de outra lei por ele proposta : a Lei da Gravitação, que apresentamos aqui. Na realidade , alguns aspectos dessa lei já haviam sido intuídos por outros cientistas ; no entanto , nenhum deles fora capaz de explicar os movimentos dos planetas. Apenas Newton desenvolveu o conhecimento matemático necessário para fazê-lo. O objetivo principal desta parte é a discussão da Lei da Gravitação de Newton , mas antes vamos apresentar as idéias anteriores ao trabalho de Newton sobre os movimentos dos planetas. Aristóteles propôs um modelo em que a Terra estaria no centro do Universo , e a Lua , o Sol e os cinco planetas então conhecidos girariam em torno dela.  No entanto , já na Antiguidade os astrônomos perceberam que os planetas apresentavam "estranhos" movimentos . Em certos momentos  o planeta retorna ; Sua trajetória parece dar um "laço", para depois voltar ao movimento progressivo. Esse comportamento certamente não estava de acordo com o modelo de Aristóteles. Foram tentados então outros modelos. Heráclides de Ponto (~388-310 a.C) propôs o movimento de rotação da Terra , a Aristarco de Samos (~310-230 a.C.) supôs o Sol em repouso e a Terra em torno do Sol (modelo heliocêntrico). No entanto , essas idéias não foram apreciadas ; eram muito fortes as convicções de uma Terra imóvel no centro do Universo. Assim, os modelos continuaram a ser geocêntricos. Vários astrônomos trabalharam nesses modelos , sugerindo alterações no modelo de Aristóteles. Todos esses trabalhos culminaram na obra de Cláudio Ptolomeu (100-178 d.C.) , cujas teorias astronômicas foram expostas numa obra denominada Almagesto (não se sabe exatamente o que , nessa obra , é de autoria de Ptolomeu e o que é trabalho de outros cientistas).  As primeiras modificações propostas pelo Almagesto demonstra que cada planeta teria uma trajetória circular (epiciclo) em torno de um ponto P (epicentro), o qual giraria ao longo de outra circunferência (deferente), cujo centro estaria na Terra . Temos o sistema completo, com os ico planetas então conhecidos , o Sol e a Lua. Saiba que para o Sol e a Lua não há epiciclos neste modelo. E neste modelo, os planetas teriam velocidades angulares diferentes. Ajustando-se essas velocidades , seria possível reproduzir as trajetórias com movimentos retrógrados . Depois houve necessidade de outras alterações mais  complexas. A Terra não estaria no centro das trajetórias dos epicentros ; esse centro seria o ponto E, chamado excêntrico , que estaria próximo da Terra.

Nicolau Copérnico - Tycho Brahe E As Leis de Kepler

Copérnico nasceu na Polônia , mas abandonou sua terra natal aos 23 anos , indo para a Itália, onde estudou Direito e Astronomia. Ele propôs um sistema heliocêntrico, em que a Lua gira em torno da Terra e os planetas em torno do Sol , em órbitas circulares ; além disso , a Terra teria um movimento de rotação diário. Com esse sistema também era possível explicar os movimentos retrógrados dos planetas . Porém , o sistema de Copérnico não conseguia explicar perfeitamente o que era observado , e assim ele foi obrigado a acrescentar epiciclos e excêntricos , o que tornou o seu sistema quase tão complicado quanto o de Ptolomeu. Essa complexidade ajudou a dificultar a aceitação de seu sistema , que já despertava repulsa tanto de católicos quanto de protestantes , pelo fato de tirar a Terra do centro do Universo. Martinho Lutero , o fundador do protestantismo , escreveu em 1539: "As pessoas estão dando ouvidos a um astrólogo estrangeiro que quis demonstrar que é a Terra que gira e não os céus , o Sol e a Lua... Esse estúpido quer mudar toda a ciência da Astronomia ; mas as Sagradas Escrituras dizem que Josué ordenou que o Sol se detivesse , e não a Terra. " - (Apud Eugene Hecht. Física em perspectiva. Wilmington: Addison-Wesley Ibero Americana , 1987.)

¤Tycho Brahe : Tycho Brahe nasceu na Dinamarca , no mesmo ano em que nasceu Galileu , e é considerado o mais eminente astrônomo a olho nu (o telescópio só foi inventado após sua morte). Ele passou vinte anos efetuando medidas muito precisas das posições de estrelas e planetas. Na realidade , seu interesse não era apenas científico ; ele usava essas informações também para construir horóscopos , uma de suas atividades. Brahe não aceitou o sistema de Copérnico nem o de Ptolomeu. Assim, propôs o sistema em que a Terra estaria no centro do Universo , girando ao seu redor a Lua e o Sol. Os planetas girariam em torno do Sol. O alemão Johannes Kepler passou a trabalhar como assistente de Brahe no início de 1600 . Com a morte de Brahe em 1601, Kepler foi nomeado para seu posto : matemático imperial. Kepler passou então a analisar cuidadosamente as anotações de Brahe e , a partir de 1609, quando teve acesso aos primeiros telescópios , pôde fazer observações mais precisas . A conclusões de Kepler estão reunidas em três leis , as duas primeiras publicadas em 1609 e a terceira , em 1619. 

Espalhamento E As Cores Do Céu e Do Sol

Só conseguimos enxergar um objeto quando ele envia luz para nossos olhos. Portanto, não podemos ver um feixe de luz " de lado" , mesmo que ele seja muito intenso . Vejamos , por exemplo, o caso em que há uma lanterna acesa enviando luz para a direita. Podemos ver a luz refletido pelo anteparo e pela superfície de apoio , mas não vemos a luz entre a lanterna e o anteparo. Neste momento , talvez você esteja pensando em várias situações em que , aparentemente , enxergamos a luz de lado. A explicação é que pequenas partículas , como as partículas de poeira e de poluição e moléculas de água misturadas no ar , espalham a luz ; isto é , quando a luz encontra essas partículas ela é espalhada em várias direções . Assim, nessas situações , o que estamos vendo é a luz espalhada pelas partículas , as quais nos indicam a trajetória seguida pelo feixe. Se o ar estivesse totalmente limpo e seco, não veríamos o trajeto do feixe. O físico inglês lorde Rayleigh (1842-1919) foi o primeiro a estudar com detalhes o espalhamento da luz pela atmosfera terrestre. Ele mostrou que todas as cores são espalhadas; porém , a intensidade desse espalhamento aumenta com a frequência da luz , isto é , quanto maior frequência : a azul e a violeta. Como nosso olho é menos sensível ao violeta , a mistura de todas essas luzes espalhadas produz nele a sensação de azul ; por isso o céu é azul . Como a luz espalhada em todas as direções , um astronauta que observa a Terra de longe também a verá azul. Se não houvesse atmosfera , não haveria espalhamento da luz solar e o céu , visto da Terra , seria negro.  É o que acontece , por exemplo, na Lua. Como consequência do espalhamento , a luz do Sol chega a nossos olhos com pouco azul e pouco violeta , isto é , na luz solar que chega a nossos olhos predominam as cores de frequências mais baixas ; isso faz com que vejamos o Sol amarelado. Observando isso percebemos que , no nascer e no pôr-do-sol , a luz solar atravessa uma camada maior de atmosfera que ao meio-dia. Portanto , ao nascer e ao se pôr , o Sol apresenta um amarelo mais forte que ao meio-dia. Se o ar estiver carregado de poluição ou vapor d'água , haverá um espalhamento maior das frequências mais altas e o Sol ficará avermelhado.

A Morte Térmica E As Extrapolações Da Física Para Outras Áreas

  O estabelecimento da Segunda Lei da Termodinâmica causou certo alvoroço , não só entre os físicos como também entre pensadores de outras áreas. Afinal de contas , essa lei previa um desperdício (degradação) inevitável de energia mecânica. Em toda transformação natural há aumento da desordem e uma parte da energia mecânica transforma-se em calor. Com o tempo , toda a energia mecânica seria transformada em calor. O calor fluiria das regiões mais quentes para as regiões mais frias , até que todo o Universo estaria à mesma temperatura e num estado de desordem máxima. A partir daí não haveria possibilidade de realização de trabalho e teríamos a morte térmica do Universo. Essas considerações estimularam a imaginação de vários escritores, como o inglês H. G. Wells (1866-1946) , em seu romance "A Máquina do Tempo", e o francês Camille Flammarion (1842-1925) , no romance "O Fim do Mundo". O estado da desordem máxima parece ser uma consequência inevitável da Segunda Lei da Termodinâmica. Se isso vai ou não ocorrer , não temos ainda certeza, por duas razões : primeira , não sabemos se o Universo é finito ou infinito ; segunda , também não temos certeza de que as leis da Termodinâmica sejam válidas nas regiões longínquas do Universo. De qualquer maneira, se esse desastre realmente ocorrer , será somente daqui a milhões de anos, o que ainda nos dá algum tempo para pensar no problema . A história registra vários exemplos de situações em que pensadores tentam transpor idéias da Física para as Ciências Humanas , o que é bastante discutível. Uma dessas situações ocorreu com a Segunda Lei. Ao ser formulada , em 1850 , acabou por reforçar a onda de pessimismo que havia em alguns setores da intelectualidade, tanto na Europa como nos Estados Unidos . O argumento era que , assim como no mundo físico , a humanidade também se dirigia , inevitavelmente , para um estado de desordem máxima.  Essa seria a explicação para a desintegração social que , segundo esses intelectuais , estava ocorrendo. O historiador americano Henry Adams (1838-1918) , pensando nesse aumento de desordem , escreveu uma obra intitulada "A Degradação Do Dogma Democrático".

Máquinas Térmicas E Poluição

As Máquinas Térmicas Trouxeram Grande benefícios à humanidade. Porém, elas são também produtoras de dois tipos de poluição : a atmosférica e a térmica. A poluição atmosférica resulta da queima dos combustíveis fósseis, como o carvão, a lenha , o gás , a gasolina , etc. , cujos resíduos são lançados na atmosfera. No caso de automóveis , ônibus e caminhões , como a combustão é muito rápida , não há a queima total do combustível ; assim , são lançadas na atmosfera várias substâncias tóxicas. Para diminuir esse efeito , nos últimos anos os veículos têm sido equipados com dispositivos que reduzem essa emissão. Porém, mesmo que a combustão seja completa , existe a liberação de CO2 , que absorve parte da radiação infravermelha emitida pela Terra , causando o efeito estufa . Além dos resíduos decorrentes da queima do combustível , as máquinas térmicas enviam calor para o meio ambiente , aquecendo-o: é a poluição térmica. Esse efeito é particularmente importante no caso das usinas termoelétricas , que produzem energia elétrica a ser consumida pelas indústrias e residências. No Brasil, a maioria das usinas elétricas usa a energia da água para mover os geradores de eletricidade : são as hidroelétricas. No entanto, nos Estados Unidos e na Europa , a maior parte da energia elétrica é produzida nas termoelétricas.  Uma fonte de calor aquece a água da caldeira , que se transforma em vapor. Esse vapor movimenta uma turbina , a qual por sua vez faz movimentar o gerador que produzirá a energia elétrica. Esse mesmo vapor é resfriado em um condensador , onde é transformado novamente em água líquida , a qual é bombeada de volta à caldeira. O resfriamento do vapor pode ser feito usando-se a água de um rio ou de um lago , o que causa danos ecológicos. O aquecimento da água , e a consequente diminuição do oxigênio nela dissolvido , altera as condições de vida de vários organismos que vivem nas águas , podendo provocar o aumento de organismos patológicos , como , por exemplo, certos tipos de bactérias. Outro modo de resfriar o vapor interno é utilizar a água contida em torres . Essa água é , então, transformada em vapor , que é enviado para a atmosfera , podendo vir a alterar o regime de chuvas. A produção de calor em uma termoelétrica pode ser feita de dois modos : pela queima de combustíveis fósseis (carvão, petróleo , gás), ou por meio de reações nucleares, como ocorre nas usinas nucleares (por exemplo , as de Angra dos Reis, no Brasil). Nessas usinas , a divisão de núcleos de urânio produz calor. No caso do combustível fóssil, além da poluição térmica há a poluição atmosférica (resíduos da combustão).  No caso da usina nuclear , além da poluição térmica existe um problema muito sério : o lixo atômico. O que chamamos de lixo atômico é o que resta após a divisão do urânio. Esse "resto" emite radiações muito perigosas para os seres vivos , podendo causar câncer e mutações genéticas. Por isso, o lixo atômico não pode ser  simplesmente jogado em qualquer lugar ; tem de ser guardado em lugares especiais que não deixem passar a radiação.

As Leis da Termodinâmica

A tendência natural é que o calor passe de um corpo mais quente para um corpo mais frio. No entanto, em uma geladeira ocorre o inverso : o calor vai de uma região fria (interior) para uma região quente (exterior). Como se consegue isso? No século XVIII surgiram as primeiras máquinas a vapor . Nelas , o vapor aquecido penetra num cilindro empurrando um pistão, o qual produz o movimento desejado. Temos então a transformação de calor em trabalho.  Num TREM , vemos uma reprodução da primeira máquina a vapor realmente eficiente , construída por James Watt em 1765 . Inicialmente essas máquinas foram usadas para movimentar bombas que retiravam água das minas , mas depois começaram a ser usadas na indústria , tendo desempenhado importante papel durante a Revolução Industrial , que ocorreu aproximadamente no período entre 1760 e 1830. Mais tarde elas foram também utilizadas para movimentar locomotivas e navios . A construção das máquinas a vapor e as tentativas de resolver os problemas a isso relacionados é que impulsionaram o desenvolvimento da Termologia no século XIX , embora os construtores , em sua maioria , não fossem físicos. Watt , por exemplo, era construtor de ferramentas. Seu interesse pelas máquinas a vapor surgiu quando foi chamado a consertar uma das primeiras máquinas construídas , a de Thomas Newcomen. Foi também durante o século XIX que o calor foi reconhecido como uma forma de energia e que foi estabelecido o Princípio da Conservação da Energia. Nessa época , então, passou-se a usar o termo Termodinâmica para designar o estudo das transformações : do calor em trabalho e do trabalho em calor. Hoje , usamos a palavra Termodinâmica para designar todo o estudo da Termologia , mas naquela época seu significado era restrito. Os físicos desenvolveram a Termodinâmica com base em duas leis que veremos a seguir.  Porém , no século XX percebeu-se a necessidade de uma terceira lei, que na realidade deveria vir antes das duas leis já estabelecidas. Assim, essa terceira lei foi chamada de Lei Zero Da Termodinâmica , que é a lei do equilíbrio térmico. As leis da Termodinâmica , valem para quaisquer sistemas : sólidos , líquidos ou gasosos ; entretanto vamos aplicá-las apenas ao caso mais simples : aquele em que o sistema estudado é um gás ideal. Por isso , antes de apresentar a primeira dessas leis , vamos comentar mais alguns fatos relacionados ao comportamento dos gases ideais.

Física : Joule

James Prescott Joule nasceu em 1818 , em Salford, Inglaterra . Filho de um próspero cervejeiro , pôde dedicar-se  a uma vida de investigação, sem preocupar-se com dinheiro. Recebeu instrução em Matemática , Filosofia e Química. Seu professor de Química foi o famoso John Dalton, um dos fundadores da Química Moderna. Aos 20 anos , ao iniciar suas pesquisas sobre o calor , estudou a conversão de energia elétrica em calor , aproveitando os geradores elétricos que haviam sido inventados poucos anos antes. Em 1840 , obteve uma fórmula relacionando a produção de calor com o vapor da corrente elétrica que passava por um fio. A seguir , passou a investigar a conversão de outras formas de energia em calor . Passou água por pequenos orifícios para aquecê-la por atrito, comprimiu e expandiu gases , e , por fim, realizou o mais famoso experimento .  Em todos os casos , calculou o trabalho realizado e o calor gerado , observando sempre uma proporcionalidade entre ambos. Em 1850, foi aceito na Royal Society e nos anos seguintes continuou suas pesquisas , auxiliado pelo jovem William Thomson, mais tarde conhecido como Lorde Kelvin. Juntos realizaram trabalhos sobre o comportamento dos gases. Realizou também experimentos em magnetismo , tendo descoberto o fenômeno da magnetostrição , segundo o qual uma barra de fero altera ligeiramente seu comprimento ao magnetizar-se. Joule morreu em Sale , no ano de 1889.

O Termômetro Padrão

No começo do século XIX , o inglês Humphry David (1778-1829) , depois de cuidadosas experiências , mostrou que termômetros que usam líquidos diferentes apresentam pequenas discrepâncias nas leituras da temperatura de um mesmo corpo. Por exemplo, consideremos um termômetro de mercúrio e outro de tolueno , calibrados na escala Celsius , de modo a marcarem exatamente 0¤ C no ponto de fusão do gelo e exatamente 100¤ C no ponto de ebulição da água (sob pressão normal) . Podemos garantir que nesses dois pontos os dois termômetros darão a mesma marcação ; no entanto , colocados em contato com outro corpo - como , por exemplo, a água em um recipiente - cuja temperatura seja diferente de 0¤ C ou 100¤ C , é possível que suas marcações sejam levemente diferentes. Enquanto um deles marca , por exemplo, 60¤ C , o outro pode marcar , por exemplo, 60,1¤ C. Isso acontece porque não há proporcionalidade exata entre as dilatações dos dois líquidos. Se os dois termômetros usam o mesmo líquido , esse problema não aparece ; assim , é importante observar que as respostas dos exercícios de mudança de escala que foi feita são apenas aproximadamente exatas , se os dois termômetros comparados usam líquidos diferentes. A discrepância ocorre não apenas para termômetros de líquido , mas para todos os termômetros baseados em substâncias ( ou propriedades) termométricas elétrica , poderemos notar pequenas diferenças entre suas marcações (fora dos pontos usados para a calibração dos termômetros). Devido às discrepâncias apontadas , tornou-se necessária a escolha de um termômetro padrão. Essa escolha é , em princípio , arbitrária. Mas , levando-se em conta o fato , já mencionado , de que os vários gases têm comportamento térmico semelhante (quando sob baixas pressões e longe da temperatura de liquefação), a escolha recaiu sobre o termômetro de gás a volume constante. Esse termômetro é constituído pelo sistema do qual quando apontamos a origem da escala Kelvin. Para esse termômetro , a grandeza termométrica usada é a pressão do gás mantido a volume constante ; a cada valor de pressão corresponde um valor de temperatura.  Na prática , o termômetro padrão não é muito cômodo de usar. Por isso , em geral ele é utilizado em laboratórios de pesquisa e para calibrar outros termômetros.

A Escala Fahrenheit

Entre o final do século XVI (quando foram construídos os primeiros termoscópios) e o início do século XVIII , os pesquisadores que se preocupavam com a construção de termômetros eram em geral médicos e meteorologistas , e não físicos. Havia também vários astrônomos fazendo pesquisas nessa área , o que é fácil de entender , uma vez que as condições climáticas afetam as observações astronômicas. Entre esses astrônomos podemos citar o sueco Celsius e o dinamarquês Ole Roemer (1644-1710) , que ficou famoso por apresentar , em 1676 , a primeira evidência decisiva de que a velocidade da luz era finita (como veremos em Óptica).  Roemer construiu vários termômetros abertos , usando como líquido diversos tipos de álcool. Ao criar uma escala de temperaturas , procurou atribuir o grau zero à temperatura mais baixa que era possível obter , para evitar essa temperatura com temperaturas negativas. Na época , chegava-se a essa temperatura por meio de uma mistura de partes proporcionais de gelo, água e determinado tipo de sal. Para  a temperatura de ebulição da água ele atribuiu o grau 60. Não é difícil imaginar por que esse número foi escolhido  , afinal o número 60 faz parte do dia-a-dia dos astrônomos , que lidam bastante com medidas de ângulo e tempo. Nessa escala , Roemer ainda marcou a temperatura de fusão do gelo (7,5 graus) e a temperatura do corpo humano (22,5 graus). Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) foi um físico alemão nascido na cidade de Danzig (que atualmente se chama  Gdansk e fica na Polônia) , que vivia e desenvolvia seu trabalho científico na Holanda . Em 1708 , Fahrenheit esteve na Dinamarca e visitou Roemer para conhecer seus trabalhos em termometria. Ao voltar para a Holanda , passou a tentar aperfeiçoar os termômetros de Roemer , tendo conseguido construir, por volta de 1717 , um termômetro de mercúrio (no interior de vidro) mais preciso do que todos os termômetros construídos até então.  Quanto à escala de temperaturas , Fahrenheit adotou inicialmente a escala de Roemer , mas logo achou o intervalo entre um grau Roemer e outro muito grande , e , para conseguir maior precisão , dividiu o grau Roemer por 4. Assim, a temperatura de ebulição da água passou de 60 graus Roemer (60¤ R) para 240 graus Fahrenheit (240¤ F) , a temperatura de fusão do gelo passou de 7,5¤R para 30¤ F , e a temperatura do corpo humano passou de 22,5¤ R para 90¤F. Porém , Fahrenheit percebeu que esses números não eram coerentes ; eles haviam sido obtidos por meio de termômetros não muito precisos usados pelo dinamarquês.  Fez , então , vários ajustes ; um deles foi abaixar um pouco o 0¤R , usando na mistura gelo + água + sal , um sal diferente do usado por Roemer . Após esses reajustes ele chegou à escala Fahrenheit que conhecemos hoje:

¤ 0¤- mistura de gelo , água e sal , sob pressão normal ;

¤ 32¤F - fusão de gelo sob pressão normal ;

¤ 212¤ F - ebulição da água sob pressão normal.