Matéria e seus estados

Matéria é tudo ao seu redor. É tudo que tem massa e ocupa espaço. A matéria é composta por pequenas partículas chamadas átomos e moléculas. Essas partículas são tão pequenas que você não pode vê-las com seus olhos, mas elas compõem tudo o que você pode ver, tocar e sentir. Nesta lição, exploraremos como a matéria existe em diferentes estados e o que torna cada estado especial.

O que é a matéria?

Vamos primeiro entender o que é a matéria. A matéria está ao nosso redor. Rochas, plantas, pessoas, água, ar — todos são feitos de matéria. Os blocos de construção básicos da matéria são átomos, que se combinam para formar moléculas. Por exemplo, a água é feita de dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, que se combinam para formar uma molécula de água, escrita como H2O

Estados da matéria

A matéria pode existir em diferentes estados, principalmente sólido, líquido e gás. Cada estado da matéria tem características diferentes que são determinadas pelo comportamento das partículas da matéria.

Sólidos

As partículas nos sólidos estão densamente empacotadas. Este empacotamento apertado dá aos sólidos uma forma e volume definidos. As partículas nos sólidos vibram, mas não se movem de um lugar para outro. Pense em um cubo de gelo ou um pedaço de madeira - não importa como você os manuseia, eles mantêm sua forma.

No exemplo acima, as partículas estão muito próximas umas das outras, o que mostra a estrutura de um sólido.

Líquidos

Os líquidos têm um volume definido, mas não uma forma definida. Eles tomam a forma de seu recipiente. As partículas nos líquidos não estão densamente empacotadas como nos sólidos, então elas podem se mover e deslizar umas sobre as outras. Esse movimento dá aos líquidos a capacidade de fluir. Imagine água em um copo. Quer você a derrame em uma tigela ou uma garrafa, ela toma a forma do recipiente enquanto mantém seu volume.

Este gráfico mostra partículas líquidas, que estão próximas, mas não tão organizadas como partículas sólidas, fazendo com que deslizem.

Gases

As partículas de gás estão espalhadas e se movem livremente. Os gases não têm forma ou volume definidos. Em vez disso, eles se expandem para ocupar todo o espaço disponível. Por exemplo, o ar que respiramos é composto por uma mistura de gases como oxigênio e nitrogênio. Quer em um balão ou em uma sala, o gás se expande para preencher seu recipiente uniformemente.

Aqui as partículas de gás estão distantes umas das outras, permitindo que se movam livremente e preencham todo o espaço.

Mudanças de estado

A matéria pode mudar de um estado para outro quando energia, geralmente na forma de calor, é adicionada ou removida.

Fusão e congelamento

Fusão é o processo pelo qual um sólido se transforma em líquido quando o calor é aplicado. Por exemplo, gelo a 0°C derrete para se tornar água. Em contraste, o congelamento ocorre quando um líquido se transforma em sólido, como a água que se torna gelo quando perde calor.

Evaporação e condensação

Evaporação é o processo pelo qual um líquido se transforma em gás. Aquecer água no fogão faz com que ela evapore. Condensação é o processo oposto, em que um gás se transforma em líquido, como gotas de água se formando do lado de fora de um copo frio.

Sublimação

Sublimação é o processo no qual uma substância sólida se transforma em gás sem passar pelo estado líquido. O gelo seco (dióxido de carbono sólido) sublima à temperatura ambiente.

Exemplos do mundo real

A experiência cotidiana oferece muitos exemplos de estados e mudanças de matéria.

• Sorvete: Ele começa como uma mistura líquida e se torna sólido quando congela.
• Água fervente: Evaporação é a mudança de água de líquido para vapor.
• Formação de névoa: Isso envolve a condensação do vapor d'água no ar.
• Gelo seco: Ele se transforma em gás de dióxido de carbono sem se tornar líquido.

Compreendendo energia e movimento das partículas

O comportamento das partículas em diferentes estados da matéria é amplamente afetado pela temperatura e energia.

Temperatura e calor

A temperatura é uma medida da energia média das partículas em uma substância. Temperaturas mais altas fornecem mais energia às partículas, fazendo-as se mover mais rapidamente. Por outro lado, temperaturas mais frias as desaceleram.

Movimento Browniano

Refere-se ao movimento aleatório das partículas em um fluido (líquido ou gás) à medida que colidem com outras partículas mais rápidas na substância. Este conceito ajuda a explicar a difusão, onde gases ou líquidos se espalham uniformemente.

Teoria cinética molecular

Esta teoria explica o comportamento das partículas na matéria. Ela afirma que:

• Toda matéria é composta por partículas.
• Essas partículas estão em constante movimento.
• Há espaços entre as partículas.
• Quando as partículas colidem, elas colidem elasticamente, ou seja, nenhuma energia é perdida.

Esta teoria ajuda a explicar os diferentes estados da matéria com base na arrumação da energia e das partículas.

Conclusão

A matéria e seus estados formam a base da química e de grande parte do mundo natural. Compreender as características e comportamentos de sólidos, líquidos e gases nos ajuda a entender tudo, desde o derretimento do gelo até o vapor de água nas nuvens. À medida que você continua a explorar a química, verá os princípios dos estados da matéria aplicados de maneiras cada vez mais complexas, explicando cada vez mais o mundo ao nosso redor.

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