O mundo físico ao nosso redor é feito de matéria. Com nossos cinco sentidos, podemos reconhecer ou perceber vários tipos de matéria. Algumas são facilmente vistas como uma pedra, que pode ser vista e segurada nas mãos, outras são menos facilmente reconhecidas ou não podem ser percebidas por um dos sentidos; por exemplo, ar. A matéria é tudo o que tem massa e peso, ocupa um lugar no espaço, impressiona os nossos sentidos e vivencia o fenômeno da inércia (resistência oferecida às mudanças de posição).
O que importa
Tabela de conteúdos
A definição de matéria, segundo a física, é tudo o que constitui aquilo que ocupa uma região no espaço-tempo, ou, como a descreve sua origem etimológica, é a substância da qual todas as coisas são feitas. Em outras palavras, o conceito de matéria estabelece que é tudo o que está presente no Universo que tem massa e volume, que pode ser medido, percebido, quantificado, observado, que ocupa um lugar espaço-temporal e que é regido pelas leis da natureza..
Além disso, a matéria presente nos objetos possui energia (a capacidade dos corpos de trabalhar, como se mover ou mudar de um estado para outro), o que permite que se propague no espaço-tempo (que é um conceito de espaço e tempo combinados: qual objeto ocupa um determinado espaço em um ponto específico da linha do tempo). É importante notar que nem todas as formas de matéria que possuem energia têm massa.
Há matéria em tudo, visto que aparece em diferentes estados físicos; portanto, pode existir tanto em um martelo quanto dentro de um balão. Existem também diferentes tipos; portanto, um corpo vivo é matéria, assim como um objeto inanimado.
A definição de matéria também indica que ela é composta de átomos, que são uma unidade infinitesimal de matéria, que se pensava ser a menor, até que se descobriu que, por sua vez, outras partículas menores (o elétrons, que têm carga negativa; prótons, que têm carga positiva; e nêutrons, que têm carga neutra ou sem carga).
Existem 118 tipos deles, que são mencionados na Tabela Periódica dos Elementos, que são matérias de um único tipo de átomo, enquanto os compostos são substâncias que são feitas de dois ou mais átomos, por exemplo, a água (hidrogênio e oxigênio). Por sua vez, as moléculas fazem parte da matéria e são definidas como grupos de átomos com uma configuração estabelecida, cuja ligação é química ou eletromagnética.
Um objeto ou qualquer coisa no mundo pode ser feito de diferentes tipos de matéria, como um bolo ou um grão de sal, e diferentes tipos de materiais podem ser obtidos se seu estado físico mudar. Essa modificação pode ser física ou química. A modificação física ocorre quando a aparência do objeto é alterada ou transformada, enquanto a química ocorre quando há uma alteração em sua composição atômica.
O assunto é classificado de acordo com seu nível de complexidade. No caso dos organismos vivos, dos mais simples aos mais complexos, na classificação da matéria, temos:
- Subatômicas: Partículas que compõem o átomo: prótons (+), nêutrons (sem carga) e elétrons (-).
- Atômico: Unidade mínima de matéria.
- Molecular: Grupos de dois ou mais átomos, que podem ser do mesmo tipo ou de tipos diferentes, e formam uma classe diferente de matéria.
- Célula: unidade mínima de todos os organismos vivos, composta de moléculas complexas.
- Tecido: Grupo de células cuja função é a mesma.
- Órgãos: composição de tecidos em um membro que desempenha alguma função.
- Sistema ou aparelho: composição de órgãos e tecidos que trabalham juntos para uma função específica.
- Organismo: é o conjunto de órgãos, sistemas, células de um ser vivo, o indivíduo. Neste caso, embora faça parte de um grupo de muitos outros semelhantes, é único com um DNA diferente de todos os outros de sua espécie.
- População: Organismos semelhantes que estão agrupados e vivem no mesmo espaço.
- Espécie: A combinação de todas as populações de organismos do mesmo tipo.
- Ecossistema: Conexão de diferentes espécies por meio de cadeias alimentares em um ambiente particular.
- Bioma: Grupos de ecossistemas em uma região.
- Biosfera: Conjunto de todos os seres vivos e o ambiente em que estão relacionados.
Características da matéria
Para definir o que é matéria, é importante mencionar que ela possui características. As características da matéria são variadas de acordo com o estado físico em que ocorrem, ou seja, de acordo com a formação e estrutura que os constituem e o quão unidos estão entre si. Cada um deles determinará como um corpo, objeto, substância ou massa se parece ou interage. Mas existem características que são comuns a tudo o que é composto de matéria, e são as seguintes:
1. Apresentam diferentes estados de agregação da matéria: sólido, líquido, gasoso e plasma. Além desses estados físicos da matéria, existem dois estados não tão conhecidos, que são o superfluido (que não tem viscosidade e pode fluir sem resistência de forma infinita em circuito fechado) e o supersólido (matéria que é sólida e líquida quando mesmo tempo), e pensa-se que o hélio pode apresentar todos os estados da matéria.
2. Eles têm massa, que seria a quantidade de matéria em um determinado volume ou área.
3. Apresentam peso, que representa a extensão com que a gravidade exercerá pressão sobre o referido objeto; isto é, quanta força de atração tem a terra sobre ela.
4. Eles mostram a temperatura, que é a quantidade de energia térmica presente neles. Entre dois corpos com a mesma temperatura, não haverá transferência dos mesmos, portanto, permanecerá o mesmo em ambos; Por outro lado, em dois corpos com temperaturas diferentes, o mais quente transferirá sua energia térmica para o mais frio.
5. Possuem volume, que representa a quantidade de espaço que ocupam em um determinado local, e é dado por comprimento, massa, porosidade, entre outros atributos.
6. Possuem impenetrabilidade, o que significa que cada corpo pode ocupar um espaço e apenas um espaço por vez, de forma que um objeto ao tentar ocupar o espaço de outro, um destes dois será deslocado.
7. Eles têm densidade, que é a relação entre a massa e o volume do objeto. Da maior à menor densidade nos estados, são: sólidos, líquidos e gases.
8. Existe matéria homogênea e heterogênea. No primeiro caso, é quase impossível identificar o que o compõe, mesmo com o auxílio de um microscópio; enquanto no segundo, você pode facilmente observar os elementos que estão nele e diferenciá-los.
9. Possui compressibilidade, que é a capacidade de reduzir seu volume caso seja submetido a pressões externas, por exemplo, temperatura.
Além disso, podem ser destacadas as alterações do estado da matéria, que são aqueles processos em que o estado de agregação de um corpo altera sua estrutura molecular para se transformar em outro estado. Eles fazem parte das propriedades intensivas da matéria, e são:
- Fusão. É o processo no qual a matéria em um estado sólido é transformada em um estado líquido por meio da aplicação de energia térmica.
- Congelamento e solidificação. É quando um líquido se torna sólido por meio de um processo de resfriamento, tornando sua estrutura muito mais forte e resistente.
- Sublimação. É o processo no qual, ao adicionar energia térmica, os átomos de certos corpos sólidos se movem rapidamente para se tornarem gás sem passar por um estado líquido anterior.
- Deposição ou cristalização. Ao remover o calor para um gás, ele pode fazer com que as partículas que o compõem se agrupem para formar vários cristais sólidos, sem ter que passar pelo estado líquido anteriormente.
- Ebulição, vaporização ou evaporação. É o processo pelo qual, quando o calor é aplicado a um líquido, ele se transforma em gás, à medida que seus átomos se separam.
- Condensação e liquefação. É o processo inverso de evaporação, no qual, quando o frio é aplicado a um gás, suas partículas vão desacelerando e se aproximando até formarem um líquido novamente.
Quais são as propriedades da matéria
As propriedades da matéria são diversas, pois nela há um grande número de componentes, mas eles apresentarão propriedades físicas, químicas, físico-químicas, gerais e específicas. Nem todos os tipos de matéria apresentarão todas essas propriedades, pois, por exemplo, algumas se aplicam a algum tipo de substância, objeto ou massa, principalmente dependendo do seu estado de agregação.
Entre as principais propriedades gerais da matéria, temos:
Extensão
Isso faz parte das propriedades físicas da matéria, pois se refere à extensão e quantidade de matéria que ocupa no espaço. Isso significa que são propriedades extensas: volume, comprimento, energias cinéticas (depende de sua massa e é dado por seu deslocamento) e potencial (dado por sua posição no espaço), entre outros.
Massa
Refere-se à quantidade de matéria que um objeto ou corpo possui, não sujeita à sua extensão ou posição; ou seja, a quantidade de massa presente nele não está relacionada a quanto volume ele ocupa no espaço, portanto, um objeto cuja extensão é pequena pode ter uma grande quantidade de massa e vice-versa. O exemplo perfeito são os buracos negros, que têm uma quantidade não quantificável de massa em relação à sua extensão no espaço.
Inércia
No conceito de matéria, esta é a propriedade que os objetos possuem de manter seu estado de repouso, ou continuar seu movimento, exceto se uma força externa modifique sua posição no espaço.
Porosidade
Entre os átomos que compõem a definição da matéria em um corpo, existem os espaços vazios, que, dependendo de um ou outro material, esses espaços serão maiores ou menores. Isso é chamado de porosidade, o que significa que é o oposto da compactação.
Divisibilidade
É a capacidade dos corpos de se fragmentarem em pedaços menores, mesmo em tamanhos moleculares e atômicos, até o ponto de desintegração. Essa divisão pode ser o produto de transformações mecânicas e físicas, mas não vai transformar sua composição química, e não vai mudar a essência do que é a matéria.
Elasticidade
Isso se refere a uma das principais propriedades da matéria, e neste caso é a capacidade do objeto de retornar ao seu volume original após ter sido submetido a uma força de compressão que o deforma. No entanto, há um limite para essa propriedade e existem materiais mais sujeitos à elasticidade do que outros.
Além daquelas mencionadas acima, é importante destacar as outras propriedades físicas da matéria e propriedades químicas da matéria que existem e são numerosas. Entre elas:
1. Propriedades físicas:
a) Intensivo ou intrínseco (propriedades específicas)
- Aparência: principalmente em que estado se encontra o corpo e como se parece.
- Cor: Também tem a ver com aparência física, mas existem substâncias que possuem cores diferentes.
- Cheiro: Depende de sua composição e é percebido pelo olfato.
- Sabor: Como a substância é percebida ao gosto.
- Ponto de fusão, ebulição, congelamento e sublimação: ponto em que uma matéria passa de sólido a líquido; líquido a efervescente; líquido para sólido; e sólido a gasoso; respectivamente.
- Solubilidade: Dissolvem-se quando misturados com um líquido ou solvente.
- Dureza: Escala em que um material vai permitir ser riscado, cortado e cruzado por outro.
- Viscosidade: Resistência de um líquido ao escoamento.
- Tensão superficial: É a capacidade de um fluido de resistir ao aumento de sua superfície.
- Condutividade elétrica e térmica: A capacidade de um material de conduzir eletricidade e calor.
- Maleabilidade: Propriedade que permite que se deformem sem quebrar.
- Ductilidade: Capacidade de deformar e formar fios do material.
- Decomposição térmica: Quando o calor é aplicado, a substância é quimicamente transformada.
b) Extensivo ou extrínseco (propriedades gerais)
- Massa: quantidade de matéria no corpo.
- Volume: O espaço que o corpo ocupa.
- Peso: a força de empuxo que a gravidade exerce sobre o objeto.
- Pressão: A habilidade de empurrar para fora o que está ao seu redor.
- Inércia: a habilidade de permanecer imóvel a menos que uma força externa o mova.
- Comprimento: a extensão de um objeto unidimensional no espaço.
- Energia cinética e potencial: devido ao seu movimento e posição no espaço.
2. Propriedades químicas:
- PH: Nível de acidez ou alcalinidade das substâncias.
- Combustão: A capacidade de queimar com oxigênio, no qual ele libera calor e dióxido de carbono.
- Energia de ionização: Energia recebida para que um elétron escape de seus átomos.
- Oxidação: Capacidade de formar elementos complexos por meio da perda ou ganho de elétrons.
- Corrosão: É a capacidade de uma substância de danificar ou corromper a estrutura de um material.
- Toxicidade: Até que ponto uma substância pode prejudicar um organismo vivo.
- Reatividade: propensão para se combinar com outras substâncias.
- Inflamabilidade: Capacidade de gerar uma detonação de calor causada por altas temperaturas externas.
- Estabilidade química: capacidade de uma substância reagir ao oxigênio ou à água.
Os estados de agregação da matéria
A matéria pode aparecer em diferentes estados físicos. Isso significa que sua consistência, entre outras características, será diferente de acordo com a estrutura de seus átomos e moléculas, por isso fala das propriedades específicas da matéria. Entre os principais estados que podem ser alcançados estão os seguintes:
Sólido
Os corpos sólidos têm a particularidade de terem seus átomos muito próximos uns dos outros, o que lhes confere dureza e resistem a serem cruzados ou cortados por outro sólido. Além disso, possuem maleabilidade, o que permite que se deformem sob pressão sem necessariamente fragmentar.
Sua composição também permite que tenham ductilidade, que é a possibilidade de formar fios do mesmo material quando forças contrárias vêm em direção ao objeto, permitindo que ele se estique; e ponto de fusão, para que, a uma determinada temperatura, possa transformar seu estado de sólido em líquido.
Líquido
Os átomos que formam os líquidos estão unidos, mas com menos força do que os sólidos; Eles também estão vibrando rapidamente, o que lhes permite fluir e sua viscosidade ou resistência ao movimento dependerá do tipo de líquido que é (quanto mais viscoso, menos fluido). Sua forma será determinada pelo recipiente que o contém.
Como os sólidos, eles têm um ponto de ebulição, no qual deixam de ser líquidos e se tornam gasosos; e eles também têm um ponto de congelamento, no qual deixam de ser líquidos para se tornarem sólidos.
Gasoso
Os átomos presentes nos gases são voláteis, dispersos e a força da gravidade os afeta em menor extensão do que os estados anteriores da matéria. Como o líquido, não tem forma, vai levar a do recipiente ou do ambiente onde está.
Este estado da matéria, como os líquidos, tem compressibilidade e em maior grau; também tem pressão, o que lhes dá a qualidade de empurrar o que está ao seu redor. Também é capaz de se transformar em líquido sob alta pressão (liquefação) e, ao eliminar a energia térmica, pode se tornar um gás líquido.
Plasmático
Este estado da matéria é um dos menos comuns. Seus átomos agem de forma semelhante a elementos gasosos, com a diferença de que são carregados de eletricidade, embora sem eletromagnetismo, o que os torna bons condutores elétricos. Por possuir características específicas que não estão relacionadas com os outros três estados, é considerado o quarto estado de agregação da matéria.
Qual é a Lei de Conservação da Matéria?
A Lei da Conservação da Matéria ou Lomonosov-Lavoisier, estabelece que nenhum tipo de matéria pode ser destruída, mas transformada em outra com características externas diferentes ou mesmo a nível molecular, mas a massa permanece. Ou seja, estando sujeito a algum processo físico ou químico, mantém a mesma massa e peso, bem como em suas proporções espaciais (o volume que ocupa).
Esta descoberta foi feita pelos cientistas russos Mikhail Lomonosov (1711-1765) e Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). O primeiro observou pela primeira vez quando as placas de chumbo não perdiam peso após serem derretidas em um recipiente lacrado; entretanto, esse achado não recebeu a devida importância na época.
Anos depois, Lavoisier fez experiências com um recipiente fechado, onde ferveu água por 101 dias e cujo vapor não escapou, mas voltou para ele. Ele comparou os pesos antes e depois do experimento e concluiu que a matéria não é criada nem destruída, mas transformada.
Essa lei tem sua exceção, e seria no caso de reações do tipo nuclear, já que nelas a massa pode ser convertida em energia e no sentido contrário, portanto é possível dizer que podem ser "destruídas" ou "criadas. ”Para um propósito específico, mas na realidade está se transformando, mesmo que seja em energia.
Exemplos de matéria
Entre os principais exemplos de matéria, destacam-se os seguintes por estado de agregação:
- Estado Sólido: Uma pedra, madeira, prato, barra de aço, livro, bloco, copo de plástico, maçã, garrafa, telefone.
- Estado líquido: água, óleo, lava, óleo, sangue, mar, chuva, seiva, sucos gástricos.
A gasolina
- Estado gasoso: oxigênio, gás natural, metano, butano, hidrogênio, nitrogênio, gases de efeito estufa, fumaça, vapor d'água, monóxido de carbono.
- Estado plasmático: Fogo, as luzes do norte, o Sol e outras estrelas, os ventos solares, a ionosfera, as descargas elétricas de uso ou uso industrial, a matéria entre os planetas, as estrelas e galáxias, as tempestades elétricas, o néon em forma de plasma de lâmpadas de néon, monitores de tela de plasma de televisores ou outros.
