Você provavelmente já
estudou — ou ainda está estudando — esse assunto em suas aulas de física e
química. Mas que tal reforçar todos os conceitos e informações dos estados da
matéria para você nunca mais esquecer?
Para começo de conversa, a
matéria nada mais é do que o "material" do universo — os átomos,
moléculas e íons que compõem todas as substâncias físicas.
Dessa forma, matéria é
tudo que tem massa e ocupa espaço, enquanto o seu estado físico tem a relação
com a velocidade do movimento de suas partículas, lembrando que alguns desses
estados podem ser alterados por temperatura ou pressão.
Energia
Para compreender os
estados da matéria, também é necessário saber um pouco mais sobre as energias.
A energia é a capacidade de causar a mudança, sendo que ela não pode ser criada
ou destruída; ela só pode ser conservada e convertida de uma forma para outra.
Por exemplo, a "energia potencial" é aquela armazenada no objeto,
devido à sua posição.
Já a "energia
cinética" é aquela que está em movimento e que causa mudanças. Qualquer
objeto ou partícula que está em movimento tem energia cinética com base em sua
massa e velocidade e ela pode ser convertida em outras formas de energia, tais
como a elétrica ou térmica.
Cinco fases
Há cinco fases conhecidas
de estados da matéria, sendo que as três mais estudadas são: a sólida, a
líquida e a gasosa. Mas ainda existe o estado de plasma e condensado de
Bose-Einstein, que são fases estudadas em níveis mais avançados da física.
Sólido
No estado sólido, as
partículas estão concentradas firmemente para que não sejam capazes de se
movimentar muito, estando em uma agitação baixa. Ou seja, a sua energia
cinética também é baixa. Os elétrons de cada átomo estão em movimento, criando
uma pequena vibração, mas mantendo os átomos fixos em sua posição.
Com isso, os sólidos têm
uma forma definida. Eles não se acomodam na forma do recipiente em que são
colocados. Por exemplo, se uma barra de ouro é colocada em um prato, ela não se
espalha tomando a forma dele.
Os sólidos também têm um
volume definido. As partículas de um sólido já estão tão concentradas que o
aumento de pressão em conjunto não é capaz de comprimir o sólido para um volume
menor.
Líquido
Na fase líquida, as
partículas de uma substância têm mais energia cinética do que aquelas na forma
de um sólido. As partículas líquidas são mais dispersas, mas ainda estão muito
próximas umas das outras. E, assim como os sólidos, os líquidos possuem volume
definido e não podem ser comprimidos, porém a sua forma pode variar.
As partículas de uma
substância líquida têm espaço apenas o suficiente para fluir em torno de si, de
modo que a sua forma seja variável. Um líquido muda de forma de acordo com o
seu recipiente. A força é distribuída uniformemente por todo o líquido, de modo
que, quando um objeto é colocado num líquido, as partículas são deslocadas por
ele.
Gasoso
As partículas de gás têm
uma grande quantidade de espaço entre elas e têm alta energia cinética. Se não
confinadas, as partículas de um gás se espalham por tempo indeterminado. Já se
confinadas, o gás vai se expandir para preencher o recipiente.
Quando um gás é colocado
sob pressão através da redução do volume do recipiente, o espaço entre as
partículas é reduzido e a pressão exercida por suas colisões aumenta. Se o
volume do recipiente é mantido constante, mas a temperatura do gás aumenta, a
pressão aumentará também.
Partículas de gás têm
energia cinética suficiente para superar as forças intermoleculares que mantêm
sólidos e líquidos em conjunto. Portanto, um gás não tem volume nem forma
definidos.
Plasma
Plasma não é um estado
comum da matéria aqui na Terra, mas pode ser o estado mais comum da matéria no
universo. O plasma é composto de partículas altamente carregadas com muita
energia cinética.
Condensado de Bose-Einstein
Em 1995, cientistas da
tecnologia criaram um novo estado da matéria, o condensado de Bose-Einstein.
Usando uma combinação de lasers e ímãs, Eric Cornell e Carl Weiman arrefeceram
uma amostra de rubídio a poucos graus do zero absoluto. Nesta temperatura
extremamente baixa, o movimento molecular chega bem perto de cessar
completamente.
Com isso, como não há
quase nenhuma energia cinética sendo transferida de um átomo para outro, e eles
começam a se acumular. Dessa forma, não existem mais milhares de átomos
separados, apenas um "superátomo". O condensado é usado para estudar
a mecânica quântica em um nível macroscópico.
Os cientistas observaram
também que a luz parece diminuir à medida que passa através de um estado
condensado de Bose-Einstein, permitindo o estudo do paradoxo partícula/onda.
Uma matéria nesse estado também tem muitas das propriedades de um superfluido
sem fricção e também é usada para simular as condições que podem ser aplicadas
em buracos negros.
Fonte: MegaCurioso
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