Matéria: origem, propriedades, estados e exemplos - Ciência - 2023

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oimportam É aquilo que tem massa, ocupa um lugar no espaço e é capaz de interação gravitacional. Todo o universo é feito de matéria, tendo sua origem logo após o Grande explosão.

A matéria está presente em quatro estados: sólido, líquido, gasoso e plasma. Este último tem muitas semelhanças com o gasoso, mas, tendo peculiaridades únicas, torna-o a quarta forma de agregação.

As propriedades da matéria são divididas em duas categorias: gerais e características. Os generais permitem distinguir a matéria do que não é. Por exemplo, massa é uma característica da matéria, bem como carga elétrica, volume e temperatura. Essas propriedades são comuns a qualquer substância.

Por sua vez, as características são as propriedades particulares pelas quais um tipo de matéria se distingue de outro. Esta categoria inclui densidade, cor, dureza, viscosidade, condutividade, ponto de fusão, módulo de compressibilidade e muito mais.

De que é feita a matéria?

Os átomos são os blocos de construção da matéria. Os átomos, por sua vez, são compostos de prótons, elétrons e nêutrons.

Carga elétrica

A carga elétrica é uma característica intrínseca das partículas que constituem a matéria. Os prótons têm carga positiva e os elétrons, negativamente, os nêutrons sem carga elétrica.

No átomo, os prótons e elétrons estão em quantidades iguais, portanto, o átomo - e a matéria em geral - geralmente está em um estado neutro.

Origem da matéria

A origem da matéria está nos momentos iniciais da formação do universo, estágio em que elementos leves como o hélio, o lítio e o deutério (um isótopo do hidrogênio) começaram a se formar.

Esta fase é conhecida como Nucleossíntese Big Bang, o processo de geração de núcleos atômicos a partir de seus constituintes: prótons e nêutrons. Breves momentos após o Big Bang, o universo esfriou e prótons e nêutrons se juntaram para formar núcleos atômicos.

Formação de estrelas e origem dos elementos

Mais tarde, quando as estrelas foram formadas, seus núcleos estavam sintetizando os elementos mais pesados por meio de processos de fusão nuclear. Dessa forma, a matéria comum teve sua origem, a partir da qual todos os objetos conhecidos no universo são formados, incluindo os seres vivos.

No entanto, os cientistas atualmente acreditam que o universo não é inteiramente feito de matéria comum. A densidade existente desta matéria não explica muitas das observações cosmológicas, como a expansão do universo e a velocidade das estrelas nas galáxias.

As estrelas se movem mais rápido do que o previsto pela densidade da matéria comum, razão pela qual se postula a existência de uma matéria invisível responsável. É sobre o matéria escura.

A existência de uma terceira classe de matéria também é postulada, associada ao que é conhecido como energia escura. Lembre-se de que matéria e energia são equivalentes, de acordo com o que Einstein apontou.

O que descreveremos a seguir refere-se exclusivamente à matéria comum de que somos feitos, que tem massa e outras características gerais e muitas outras muito específicas, dependendo do tipo de matéria.

Propriedades da matéria

- Propriedades gerais

As propriedades gerais da matéria são comuns a tudo isso. Por exemplo, um pedaço de madeira e um pedaço de metal têm massa, ocupam um volume e estão a uma determinada temperatura.

Massa, peso e inércia

Massa e peso são termos frequentemente confundidos. No entanto, há uma diferença fundamental entre eles: a massa de um corpo é a mesma - a menos que experimente uma perda - mas o peso desse mesmo objeto pode mudar. Sabemos que o peso na Terra e na Lua não é o mesmo, pois a gravidade da Terra é maior.

Portanto, a massa é uma quantidade escalar, enquanto o peso é um vetor. Isso significa que o peso de um objeto tem magnitude, direção e significado, pois é a força com a qual a Terra - ou a Lua ou outro objeto astronômico - puxa o objeto em direção ao seu centro. Aqui, a direção e o sentido são "em direção ao centro", enquanto a magnitude corresponde à parte numérica.

Para expressar a massa, um número e uma unidade são suficientes. Por exemplo, eles falam de um quilo de milho ou de uma tonelada de aço. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de massa é o quilograma.

Outra coisa que sabemos com certeza, por experiência cotidiana, é que é mais difícil mover objetos muito grandes do que objetos mais leves. Os últimos acham mais fácil mudar os movimentos. É uma propriedade da matéria chamada inércia, que é medido pela massa.

Volume

A matéria ocupa uma certa quantidade de espaço, que não é ocupada por nenhuma outra matéria. Isso é, portanto, impenetrável, o que significa que oferece resistência a outra matéria ocupando o mesmo lugar.

Por exemplo, ao embeber uma esponja, o líquido fica localizado nos poros da esponja, sem ocupar o mesmo lugar que ela. O mesmo é verdadeiro para rochas fraturadas e porosas que contêm óleo.

Temperatura

Os átomos são organizados em moléculas para dar estrutura à matéria, mas uma vez alcançados, essas partículas não estão em equilíbrio estático. Pelo contrário, têm um movimento vibratório característico, que depende, entre outras coisas, da sua disposição.

Esse movimento está associado à energia interna da matéria, que é medida por meio da temperatura.

- Propriedades características

São numerosos e seu estudo contribui para caracterizar as diferentes interações que a matéria é capaz de estabelecer. Uma das mais importantes é a densidade: um quilo de ferro e outro de madeira têm o mesmo peso, mas o quilo de ferro ocupa menos volume que o quilo de madeira.

Densidade é a relação entre massa e volume que ocupa. Cada material possui uma densidade que lhe é característica, embora não seja invariável, pois a temperatura e a pressão podem exercer modificações importantes.

Outra propriedade muito particular é a elasticidade. Nem todos os materiais têm o mesmo comportamento quando esticados ou comprimidos. Alguns são muito resistentes, outros são facilmente deformáveis.

Dessa forma, temos inúmeras propriedades da matéria que caracterizam seu comportamento em uma infinidade de situações.

Estados da matéria

A matéria nos aparece em estados de agregação, dependendo da força coesiva entre as partículas que a compõem. Desta forma, existem quatro estados que ocorrem naturalmente:

-Sólido

-Líquidos

-Gás

-Plasma

Sólido

A matéria no estado sólido tem uma forma muito bem definida, uma vez que as partículas constituintes são altamente coesas. Apresenta também uma boa resposta elástica, pois quando se deforma a matéria no estado sólido tende a retornar ao seu estado original.

Líquidos

Os líquidos assumem a forma do recipiente que os contém, mas mesmo assim têm um volume bem definido, pois as ligações moleculares, embora mais flexíveis do que nos sólidos, ainda proporcionam coesão suficiente.

Gases

A matéria no estado gasoso é caracterizada por suas partículas constituintes não estarem fortemente ligadas. Na verdade, eles são altamente móveis, razão pela qual os gases perdem forma e se expandem para preencher o volume do recipiente que os contém.

Plasma

O plasma é matéria em estado gasoso e também ionizada. Já foi mencionado anteriormente que, em geral, a matéria está em um estado neutro, mas no caso do plasma, um ou mais elétrons se separaram do átomo e o deixaram com uma carga líquida.

Embora o plasma seja o menos familiar dos estados da matéria, a verdade é que ele é abundante no universo. Por exemplo, o plasma existe na atmosfera externa da Terra, assim como o Sol e outras estrelas.

No laboratório, é possível criar plasma aquecendo um gás até que os elétrons se separem dos átomos ou bombardeando o gás com radiação de alta energia.

Exemplos de matéria

Objetos comuns

Qualquer objeto comum é feito de matéria, como:

Um livro
Uma cadeira
Uma mesa
A Madeira
O vidro.

Matéria elemental

Na matéria elementar encontramos os elementos que constituem a tabela periódica dos elementos, que são a parte mais elementar da matéria. Todos os objetos que constituem a matéria podem ser decompostos nesses pequenos elementos.

Alumínio
Bário
Argônio
Boro
Cálcio
Gálio
Indiano.

Matéria orgânica

É a matéria criada pelos organismos vivos e baseada na química do carbono, um elemento leve que pode facilmente formar ligações covalentes. Os compostos orgânicos são longas cadeias de moléculas com grande versatilidade e a vida as utiliza para cumprir suas funções.

Antimatéria

É um tipo de matéria em que os elétrons são carregados positivamente (pósitrons) e os prótons (antiprótons) são carregados negativamente. Os nêutrons, embora neutros em carga, também têm sua antipartícula chamada anti-nêutron, feito de antiquarks.

As partículas de antimatéria têm a mesma massa das partículas de matéria e ocorrem na natureza. Os pósitrons foram detectados em raios cósmicos, a radiação que vem do espaço sideral, desde 1932. E todos os tipos de antipartículas foram produzidos em laboratórios , através do uso de aceleradores nucleares.

Um antiátomo artificial foi até criado, composto de um pósitron orbitando um antipróton. Não durou muito, pois a antimatéria se aniquila na presença da matéria, produzindo energia.

Matéria escura

A matéria de que a Terra é composta também é encontrada no resto do universo. Os núcleos das estrelas agem como gigantescos reatores de fissão nos quais átomos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são continuamente criados.

No entanto, como já dissemos, o comportamento do universo sugere uma densidade muito maior do que a observada. A explicação pode estar em um tipo de matéria que não pode ser vista, mas que produz efeitos que podem ser observados e que se traduzem em forças gravitacionais mais intensas do que a densidade da matéria observável produz.

Acredita-se que a matéria escura e a energia constituem 90% do universo (a primeira contribuindo com 25% do total). Assim, apenas 10% de matéria comum e o restante seria energia escura, que se distribuiria homogeneamente por todo o universo.

Referências

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