Os fenômenos térmicos descobertos por Joseph Black (pensador influente do século XVIII que definiu a “quantidade de calor” de forma bastante natural, sem tentar uma explicação do que seria o calor) somaram-se aos já conhecidos, e era cada vez mais necessária uma teoria geral do calor. Tal teoria deveria dar conta dos efeitos térmicos, observados nas experiências, e também fornecer uma interpretação convincente para a natureza física do calor. Os cientistas então adotaram o conceito de um fluido sutil, a que chamaram calórico. A idéia básica era que tal fluido penetrava nas substâncias, quando aquecidas, como o Fogo de Boerhaave.
Segundo Boerhaave, o principal agente transformador no universo era algo que chamou de Fogo, que não podia ser destruído nem criado e, portanto sua quantidade total era sempre a mesma. Um objeto estaria mais quente quanto mais Fogo possuísse. Mesmo objetos extremamente frios possuiriam certa quantidade desse agente. E embora fosse possível imaginar o frio absoluto, isto é, a ausência total de Fogo, Boerhaave argumentava que tal situação seria impossível de atingir na prática. Quando colocados em contato, dois objetos, a diferentes temperaturas, trocariam Fogo até que chegassem a uma situação de equilíbrio. Nessa situação o Fogo estaria uniformemente distribuído entre os dois objetos, quaisquer que fossem suas massas ou constituições. A teoria foi refinada, buscando uma explicação coerente para os efeitos térmicos descobertos por Black.
É importante notar que uma teoria como essa, que lança mão de um fluido invisível, imponderável, que penetra na matéria sem resistência, na verdade “explica” muito pouco. As propriedades do calórico foram cuidadosamente “desenhadas” para que desse conta dos fenômenos conhecidos. Até aí, tudo bem. Uma teoria deve mesmo explicar o que já se conhece. Mas espera-se que uma teoria verdadeira seja capaz de fazer previsões, isto é, deve ser possível, a partir de suas hipóteses, adiantar resultados experimentais que coloquem à prova a veracidade de tais hipóteses.
A teoria do calórico não só foi incapaz de produzir quaisquer previsões, como também soava muito artificial. O problema era que sua rival – a teoria que tratava o calor como essencialmente movimento – exigia uma compreensão da estrutura da matéria ainda não disponível. As várias tentativas de se construir uma teoria baseada na estrutura atômica da matéria foram frustradas. O brilhante físico e matemático Leonhard Euler, estudando a dinâmica dos fluidos, chegou a dizer que ou a matéria não possui uma estrutura atômica ou as leis de Newton não são aplicáveis aos seus átomos, e optou por descrevê-Ia como um fluido contínuo. Diante de tais dificuldades, e dos sucessos obtidos na química com a teoria do calórico (o famoso químico Lavoisier classificava o calórico como um dos elementos), não houve alternativa aos adeptos do atomismo senão sucumbir aos apelos do “fluido sutil”, cujas vantagens incluíam uma lei de conservação do calor implícita.
Os postulados básicos da teoria do calórico, formulados em 1779, foram:
O calórico é um fluido elástico cujas partículas repelem umas às outras
As partículas de calórico são fortemente atraídas pelas partículas dos materiais, com força diferente para substâncias diferentes
O calórico é indestrutível! e não pode ser criado
O calórico pode ser sensível ou latente, e neste segundo estado agrega-se quimicamente às particulas materiais para produzir mudanças de fase, transformando um líquido em vapor ou um sólido em líquido.
O calórico não possui peso apreciável
A teoria funcionava satisfatoriamente. Atraído pelas partículas dos materiais, o calórico produzia seu aquecimento. Como substâncias diferentes exerciam essa atração com diferente intensidade, justificava-se a capacidade calorífica, descoberta por Black. A expansão térmica era explicada pela repulsão existente entre as partículas de calórico. Nas mudanças de fase, o calórico adicionado combinava-se com as partículas do material, alterando seu estado sem manifestar aumento de temperatura, como observado. Se não há criação nem destruição de calórico, sua quantidade total é conservada, como exigiam os resultados experimentais obtidos. E, finalmente, sua ausência de peso explicava por que um material não ficava mais pesado quando aquecido. Mas não demorou muito e a teoria do calórico já estava em dificuldades.
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