Propriedades Específicas Físicas da Matéria 1 - Estados Físicos da Matéria
Videoaula da professora Jack:
Quando pensamos nos materiais que conhecemos, sabemos que eles podem apresentar estados físicos diferentes aqui na Terra: o sólido, o líquido e o gasoso. Mas você já procurou conhecer por que existem os diferentes estados físicos da matéria?
Esta postagem vem justamente tentar fazer-lhe compreender um pouco mais sobre isso. Bom estudo!
Desde pequenos, estudamos na escola que a matéria pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
O que diferencia cada um desses estados físicos é o grau das forças de coesão, a velocidade da agitação das partículas (moléculas) presentes na matéria e o comportamento da matéria no ambiente onde está sendo encontrada.
As forças de coesão são forças internas de atração entre as partículas que estão presentes na matéria. No estado sólido a coesão é maior, as moléculas encontram-se mais juntas e organizadas; no estado líquido, a coesão é média, considerando os outros dois estados físicos e as moléculas estão parcialmente próximas e organizadas; já no estado gasoso, a coesão é menor, as moléculas encontram-se separadas e desorganizadas.
Uma coisa que você precisa acreditar é que as partículas da matéria (moléculas) se movem! As moléculas são dotadas de energia, principalmente energia térmica (calor) e cinética (movimento). Para ver uma demonstração sobre isso, assista ao vídeo indicado a seguir:
Pois bem, nos sólidos, as moléculas estão próximas entre si e se movem pouco, com movimentos vibratórios; já nos líquidos, as moléculas que não estão tão próximas assim, possuem mais movimentos além da vibração; no estado gasoso, as moléculas estão mais afastadas, mais agitadas, movendo-se aleatoriamente. Isso se explica devido à transformação do calor em movimento pelas partículas. Conforme a matéria vai recebendo calor, transforma esse calor em movimento, ou seja, a energia térmica vai sendo transformada em energia cinética.
Para facilitar a compreensão, assista ao vídeo a seguir. Note o quanto o calor influencia no movimento das moléculas.
https://www.youtube.com/watch?v=YNbXM5Y7snQ
TODA MATÉRIA PODE SER ENCONTRADA NOS TRÊS ESTADOS FÍSICOS BÁSICOS, mas não necessariamente aqui na Terra. Existe matéria (substâncias) que aqui na Terra é mais fácil de ser encontrada no estado gasoso. Por exemplo, o oxigênio. Isso não significa que o oxigênio não possa estar no estado líquido ou sólido mas, considerando a Terra e suas temperaturas e pressões máximas e mínimas, o oxigênio aqui é mais facilmente encontrado no estado gasoso.
Pensando em forma e volume, percebemos que os sólidos mantêm sua forma e seu volume mesmo sendo colocados em locais diferentes, desde que sem alterações de temperatura. Se você pegar uma caixinha de madeira e mudá-la de lugar o volume ocupado por essa caixinha vai ser o mesmo. Se ela tiver 20 cm3 e for colocada dentro da água, ocupará no recipiente da água os mesmos 20 cm3. O volume se mantém nos sólidos. Além disso, a forma da caixinha também não mudará, continuará sendo a mesma.
No caso dos líquidos, se você pegar um litro de água que está guardada em uma caixinha longa-vida de leite e transpô-la em uma bacia, o formato ocupado pelo líquido mudará, mas continuará sendo o volume de 1 litro.
Já com relação à matéria no estado gasoso, ao ser comprimida, muda o volume e o "formato", podendo ocupar todo o espaço de uma sala e ser comprimida dentro de um botijão. O slide abaixo resume as explicações anteriores.
http://image.slidesharecdn.com/usbercosalvador-qumicavolumenico-130426123315-phpapp02/95
/usberco-salvador-qumica-volume-nico-37-638.jpg?cb=1366997729
O vídeo a seguir é importantíssimo para que possa rever essas explicações de outra maneira, de forma a facilitar a compreensão. Não deixe de assistí-lo:
Para encerrar esta postagem, apresentamos algumas curiosidades a respeito dos estados físicos da matéria:
1ª - Existe diferença entre vapor e estado gasoso
Segundo o link: http://www.mundoeducacao.com/quimica/diferenca-entre-gas-vapor.htm, visualmente, o gás e o vapor parecem ter as mesmas características e, muitas vezes, nos referimos a eles como se fossem a mesma coisa. Por exemplo, muitas vezes falamos que a água está no estado gasoso, quando na realidade queremos nos referir ao vapor de água. O gás e o vapor são coisas bem diferentes.
Uma mesma substância no estado de vapor e no estado gasoso apresenta características distintas. Observe as características do vapor:
O vapor se refere à matéria no estado gasoso em equilíbrio com o seu líquido ou sólido correspondente. Para voltar a ser líquido é necessário apenas diminuir sua temperatura ou aumentar a sua pressão. Um desses dois fatores separadamente pode causar o efeito desejado.
Exemplo: o vapor de água, que está presente no ar, volta ao estado líquido simplesmente ao entrar em contato com um recipiente que está com a temperatura mais baixa. Em uma taça que contenha água gelada, consequentemente, o seu vidro estará gelado também, por isso o vapor de água do ar se liquefaz ao entrar em contato com esse corpo.
O mesmo ocorre com a água que ferve em uma panela fechada: ela volta imediatamente para o estado líquido quando seu vapor entra em contato com a tampa da panela, que está a uma temperatura menor.
Já o gás é o estado fluido da matéria. Para que ele seja liquefeito, é necessário que simultaneamente se diminua a temperatura e aumente a pressão.
Exemplo: o gás liquefeito do petróleo (GLP), que é encontrado dentro dos botijões do gás de cozinha, permanece na fase líquida dentro dele e se torna gás fora do recipiente. Isso ocorre porque dentro do botijão a pressão é muito maior que a pressão atmosférica e a temperatura é mais baixa do que a de fora.
Para vermos a diferença no cotidiano, veja o caso das bolhas formadas ao aquecermos a água e as existentes no interior de um copo de refrigerante. Será que representam a mesma coisa?
Não. As formadas no copo de refrigerante e as que se formam inicialmente na água sem a aquecermos são gases liberados que estavam dissolvidos.
O gás utilizado na gaseificação de bebidas é o CO2 (dióxido de carbono ou gás carbônico). Consegue-se dissolvê-lo no líquido exatamente por meio de um grande aumento da pressão e da diminuição da temperatura. É por isso que quando abrimos um refrigerante (diminuição da pressão), e o líquido está quente (aumento da temperatura), há uma grande liberação de gases.
Agora, quando aquecemos a água, a formação de bolhas se dá porque a água começa a passar para o estado de vapor. E esta bolha só sobe para a superfície quando a pressão do vapor dentro dela se torna igual à pressão atmosférica.
Assim, a bolha do refrigerante é de gás e a bolha do aquecimento da água é de vapor.
2ª - Não existem apenas três estados físicos da matéria. Atualmente, falam-se em 8 estados físicos.
1 - Sólido - Considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.
2 - Líquido - O corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.
3 - Gasoso - O corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
4 - Plasma - Uma espécie de gás com íons quentíssimo que, é o estado físico mais abundante em todo o universo. Neste estado há uma certa "pastosidade" da substância.
5 - Condensado de Bose-Einstein - Descoberto em 1995, quando algum cientista maluco esfriou um gás atômico bem pertinho do zero absoluto – idéia que parece coisa de desocupado, mas que possibilita, hoje, que o trem-bala japonês Mag Lev se mova levitando, sem tocar nos trilhos. É uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo. Os condensados de Bose-Einstein são feitos de bósons, uma classe formada por partículas que são essencialmente gregárias: ao invés de se moverem sozinhas, elas adotam o movimento de suas vizinhas.
6 - Condensado fermiônico - E é bem recente, surgiu em 2003, depois que alguém conseguiu a proeza de botar dois elétrons emparelhados e condensá-los. Na prática, ainda não serve para muita coisa além de ajudar na construção de relógios atômicos ultraprecisos. Ao contrário dos bósons, os férmions - a outra metade da família de partículas e blocos básicos com os quais a matéria é construída - são essencialmente solitários. Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion.
7 - Superfluido de Polaritons - Imagine uma nova forma de matéria que consiga utilizar um feixe de luz para levar energia de um lugar a outro; ou gerar raios laser super-fortes com pequeno consumo de energia; ou ainda, de transferir sinais ópticos - os bits que viajam através das fibras ópticas - através de um material sólido. Esse é o horizonte vislumbrado a partir de uma pesquisa que acaba de criar um novo estado físico da matéria. Físicos da Universidade de Pittsburgh e dos Laboratórios Bell, Estados Unidos, descobriram essa nova forma de matéria, que mescla as características de um supercondutor e de um raio laser. Trata-se de um material sólido preenchido com uma série de partículas de energia conhecidas como polaritons. Os polaritons foram aprisionados e tiveram sua velocidade diminuída no interior do novo material.
8 - A respeito desse estado da matéria, leia o artigo do link: http://arquivomisto.blogspot.com/2009/07...
29/07/2009
Cientistas alemães criam estado de matéria
Alumínio foi transformado em material transparente à radiação ultravioleta.
Cientistas alemães especializados em lasers criaram um estado de matéria completamente novo, transformando alumínio em um material transparente à radiação ultravioleta.
Para o professor Justin Wark, do departamento de física da Universidade de Oxford, a descoberta é "quase tão surpreendente quanto descobrir que é possível transformar chumbo em ouro com a luz". Segundo informações do site Gizmondo, a façanha aconteceu depois que os cientitas derrubaram um elétron-chave de cada átomo do alumínio, mas sem desfazer a estrutura metálica com o bombardeio a laser.
Wark afirma que isso os ajudará a raciocinar sobre a criação de estrelas em miniatura com implosões de laser de alto poder, algo que poderá permitir a exploração do poder da fusão nuclear na Terra.
Para saber sobre as mudanças de estado físico, visite a próxima postagem!
Bons estudos!
