Os 9 estados de agregação da matéria - Psicologia - 2023

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Tradicionalmente, pensa-se que a matéria só pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso. No entanto, isso não é verdade. Outros estados de agregação da matéria foram vistos que, embora raros, também parecem existir.

A seguir veremos as principais características de cada um desses estados, quem descobriu os mais recentes e quais são os processos que fazem um objeto passar de um estado a outro.

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Agregação de estados de matéria: o que são?

Na física, o estado de agregação da matéria é entendido como uma das maneiras características em que a matéria pode ser apresentada. Historicamente, a distinção entre estados da matéria era feita com base em propriedades qualitativas, como a solidez do objeto, o comportamento de seus átomos ou sua temperatura, sendo a classificação tradicional a de líquido, sólido e gás.

No entanto, graças à pesquisa em física, outros estados foram descobertos e levantados que podem ocorrer em situações que normalmente não são possíveis de serem replicadas, como temperaturas extremamente altas ou baixas.

A seguir veremos os principais estados da matéria, tanto as que compõem a classificação tradicional como as que foram descobertas em condições de laboratório, além de explicar as suas propriedades físicas e como é possível obtê-las.

Estados fundamentais

Tradicionalmente, três estados da matéria são falados, dependendo de como seus átomos se comportam em diferentes temperaturas. Esses estados são basicamente três: sólido, líquido e gasoso. No entanto, ele foi posteriormente incorporado ao plasma entre esses estados fundamentais. O mais notável a respeito dos quatro estados a seguir é que é possível observá-los em situações cotidianas, em casa.

Para compreender os quatro estados fundamentais de agregação da matéria, em cada seção Vamos ver como H2O, ou seja, água, se apresenta em cada um desses estados.

1. Sólido

Os objetos de estado sólido são apresentados de forma definida, ou seja, sua forma normalmente não muda, não é possível alterá-la sem aplicar uma grande força ou alterar o estado do objeto em questão.

Os átomos nesses objetos se entrelaçam formando estruturas definidas, o que lhes dá a capacidade de resistir às forças sem deformar o corpo em que estão. Isso torna esses objetos duros e resistentes.

H2O sólido é gelo.

Objetos que estão em estado sólido geralmente têm as seguintes características:

Alta coesão.
Forma definida.
Memória de forma: dependendo do objeto, ele volta a ser como estava quando deformado.
Eles são praticamente incompressíveis.
Resistência à fragmentação
Sem fluência.

2. Líquido

Se a temperatura de um sólido aumentar, é provável que ele acabe perdendo sua forma até que sua estrutura atômica bem organizada desapareça completamente, tornando-se um líquido.

Os líquidos têm a capacidade de fluir porque seus átomos, embora continuem a formar moléculas organizadas, eles não estão tão próximos uns dos outros, tendo mais liberdade de movimento.

H2O em estado líquido é água normal e comum.

No estado líquido, as substâncias possuem as seguintes características:

Menos coesão.
Eles não têm forma concreta.
Fluência.
Pouco compressível
Antes do frio eles se contraem.
Eles podem apresentar difusão.

3. Gás

No estado gasoso, a matéria é composta de moléculas que não estão ligadas, tendo pouca força atrativa um para o outro, o que faz com que os gases não tenham formato ou volume definidos.

Graças a isso, eles se expandem de forma totalmente livre, enchendo o recipiente que os contém. Sua densidade é muito menor do que a de líquidos e sólidos.

O estado gasoso de H2O é o vapor d'água.

O estado gasoso possui as seguintes características:

Coesão quase zero.
Sem forma definida.
Volume variável.
Eles tendem a ocupar o máximo de espaço possível.

4. Plasma

Muitas pessoas não conhecem esse estado da matéria, o que é curioso, já que é o estado mais comum no universo, pois é dele que as estrelas são feitas.

Em essência, o plasma é um gás ionizado, ou seja, os átomos que o compõem se separaram de seus elétrons, que são partículas subatômicas normalmente encontradas dentro dos átomos.

Assim, o plasma é como um gás, mas composto de ânions e cátions, que são íons carregados negativamente e positivamente, respectivamente. Isso torna o plasma um excelente condutor.

Em gases, estando em altas temperaturas, os átomos se movem muito rápido. Se esses átomos colidirem uns com os outros com muita violência, isso faz com que os elétrons dentro deles sejam liberados. Levando isso em consideração, é compreensível que os gases que estão na superfície do Sol sejam constantemente ionizados, pois há muita temperatura, fazendo com que se transformem em plasma.

As lâmpadas fluorescentes, uma vez ligadas, contêm plasma em seu interior. Além disso, o fogo de uma vela seria plasma.

Características dos plasmas:

Eles conduzem eletricidade.
Eles são fortemente influenciados por campos magnéticos.
Seus átomos não constituem uma estrutura definida.
Eles emitem luz.
Eles estão em altas temperaturas.

Novos estados

Não existem apenas os quatro estados já mencionados. Em condições de laboratório, muitos mais foram propostos e descobertos.. A seguir, veremos vários estados de agregação da matéria que dificilmente poderiam ser observados em casa, mas que poderiam ter sido deliberadamente criados em instalações científicas, ou ter sido hipotetizados.

5. Condensado de Bose-Einstein

Previsto originalmente por Satyendra Nath Bose e Albert Einstein em 1927, o condensado de Bose-Einstein foi descoberto em 1995 pelos físicos Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle e Carl E. Wieman.

Esses pesquisadores alcançaram resfriar átomos a uma temperatura 300 vezes menor do que a que foi alcançada até agora. Este condensado é formado por bósons.

Nesse estado da matéria, os átomos estão totalmente parados. A substância é muito fria e tem alta densidade.

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6. Condensado de Fermi

O condensado de Fermi é feito de partículas fermiônicas e é semelhante ao condensado de Bose-Einstein, só que em vez de bósons, férmions são usados.

Esse estado da matéria foi criado pela primeira vez em 1999, embora só em 2003 ele pudesse ser replicado com átomos em vez de apenas férmions, uma descoberta feita por Deborah S. Jin.

Este estado de agregação da matéria, que é encontrado em baixas temperaturas, torna a matéria superfluida, ou seja, a substância não possui viscosidade.

7. Supersólido

Esse estado da matéria é particularmente estranho. Consiste em trazer átomos de hélio- (4) a temperaturas muito baixas, perto do zero absoluto.

Os átomos são organizados de forma semelhante ao que você esperaria em um sólido normal, como o gelo, apenas aqui, embora estivessem congelados, não estariam em um estado totalmente imóvel.

Os átomos começam a se comportar de maneira estranha, como se fossem sólidos e fluidos ao mesmo tempo. É quando as leis da incerteza quântica começam a governar.

8. Supercristal

Um supercral é uma fase da matéria que se caracteriza por possuir superfluidez e, ao mesmo tempo, uma estrutura amorfa solidificada.

Ao contrário dos cristais normais, que são sólidos, os supercristais têm a capacidade de fluir sem qualquer tipo de resistência e sem quebrar a estrutura cristalina em que seus átomos estão organizados.

Esses cristais são formados por a interação de partículas quânticas em baixas temperaturas e altas densidades.

9. Superfluido

O superfluido é um estado da matéria em que a substância não apresenta nenhum tipo de viscosidade. Isso difere do que seria uma substância muito fluida, que seria aquela que tem uma viscosidade próxima de zero, mas ainda tem viscosidade.

O superfluido é uma substância que, se estivesse em circuito fechado, fluiria infinitamente sem atrito. Foi descoberto em 1937 por Piotr Kapitsa, John F. Allen e Don Misener.

Mudanças de estado

Mudanças de estado são processos em que um estado de agregação de matéria muda para outro mantendo uma semelhança em sua composição química. A seguir, veremos as diferentes transformações que a matéria pode apresentar.

1. Fusão

É a passagem do estado sólido para o líquido através do calor. O ponto de fusão é a temperatura à qual um sólido deve ser exposto à fusão, e é algo que varia de substância a substância. Por exemplo, o ponto de derretimento do gelo na água é de 0 graus Celsius.

2. Solidificação

É a passagem de um líquido para um sólido através da perda de temperatura. O ponto de solidificação, também chamado de ponto de congelamento, é a temperatura na qual um líquido se torna um sólido. Ele corresponde ao ponto de fusão de cada substância.

3. Evaporação e fervura

Eles são os processos pelos quais um líquido passa para o estado gasoso. No caso da água, seu ponto de ebulição é 100 graus Celsius.

4. Condensação

É a mudança de estado da matéria que passa de um gás para um líquido. Pode ser entendido como o processo oposto à evaporação.

É o que acontece com o vapor d'água quando chove, pois sua temperatura cai e o gás entra no estado líquido, precipitando-se.

5. Sublimação

É o processo que consiste na mudança de estado de uma matéria que está do estado sólido para o estado gasoso, sem passar pelo estado líquido no caminho.

Um exemplo de uma substância que é capaz de sublimação é gelo seco.

6. Sublimação reversa

Isso consiste de um gás passa para o estado sólido sem antes se transformar em um líquido.

7. Deionização

É a mudança de um plasma para um gás.

8. Ionização

É a mudança de um gás para um plasma.