O que são estados da matéria:
Os estados da matéria são as várias formas em que a matéria ocorre no universo. Também são conhecidos como estados de agregação da matéria, uma vez que as partículas se agregam ou se agrupam de maneiras diferentes em cada estado.
Pode-se considerar que existem quatro estados fundamentais da matéria, levando em consideração as formas de agregação que ocorrem em condições naturais. Os estados fundamentais da matéria são:
- Estado sólido.
- Estado líquido.
- Estado gasoso.
- Estado do plasma.
No detalhe da imagem, observamos como as partículas se agrupam.
No entanto, os estudos sobre os estados de agregação da matéria foram estendidos até hoje. Além dos que ocorrem naturalmente, hoje estudamos os que ocorrem em condições extremas, induzidas em laboratório. Desse grupo, os cientistas verificaram a existência de três novos estados: o condensado de Bose-Einstein (BEC); o condensado de Fermi e o supersólido.
As características dos estados da matéria dependem da força de atração entre as partículas e de sua mobilidade. Temperatura e / ou pressão são os fatores que afetam como essas partículas são agrupadas e como elas interagem umas com as outras.
Quando há alterações sensíveis nas variáveis de temperatura e / ou pressão, ocorrem mudanças de um estado da matéria para o outro. Essas mudanças são solidificação, vaporização, fusão, sublimação, sublimação reversa, ionização e deionização.
A seguir, apresentamos uma tabela comparativa com as principais diferenças existentes entre os estados fundamentais da matéria:
| Propriedade |
Doença | Doença líquido | Doença gasoso | Doença plasmático |
|---|---|---|---|---|
| Tipo de assunto | Assunto fixo | Fluidos com viscosidade | Gases | Gases quentes (com carga elétrica) |
| Atração entre partículas | Alto | Intermediário | Baixo | Baixo |
| Mobilidade de partículas | Baixo | Intermediário | Alto | Alto |
| Volume | Com volume | Com volume | Sem volume | Sem volume |
| Forma | Definiram | Indeterminado | Indeterminado | Indeterminado |
| Exemplo | Pedras | Água | Vapor de água | TV de plasma |
Estado sólido
O estado sólido é aquele que percebemos como matéria fixa, que resiste a mudanças de forma e volume. Na matéria no estado sólido, as partículas têm maior atração umas pelas outras, o que reduz seu movimento e as possibilidades de interação. Por exemplo: pedras, madeira, utensílios de metal, vidro, gelo e grafite, entre outros.
As características de estado sólido Eles são:
- A força de atração entre as partículas individuais é maior do que a energia que causa a separação.
- As partículas se prendem em uma posição, limitando sua energia vibracional.
- Ele mantém sua forma e volume.
Estado líquido
O estado líquido corresponde a fluidos cujo volume é constante, mas se adapta ao formato de seu recipiente. Por exemplo: água, refrigerantes, óleo e saliva.
As características do estado líquido Eles são:
- As partículas se atraem, mas a distância é maior do que em sólidos.
- As partículas são mais dinâmicas do que os sólidos, mas mais estáveis do que os gases.
- Tem um volume constante.
- Sua forma é indefinida. Portanto, o líquido assume a forma de seu recipiente.
Estado gasoso
O estado gasoso corresponde aos gases. Tecnicamente é definido como o agrupamento de partículas com pouca atração entre si que, ao colidir entre si, se expandem no espaço. Por exemplo: vapor de água, oxigênio (O2) e gás natural.
As características do estado gasoso Eles são:
- Concentra menos partículas do que sólidos e líquidos.
- As partículas têm pouca atração umas pelas outras.
- As partículas estão em expansão, por isso são mais dinâmicas do que sólidos e gases.
- Não tem forma ou volume definidos.
Estado de plasma
O estado plasmático é um estado semelhante ao gasoso, mas possui partículas eletricamente carregadas, ou seja, ionizadas. São, portanto, gases quentes.
A matéria no estado de plasma é muito comum no espaço sideral e constitui, de fato, 99% de sua matéria observável. No entanto, o estado do plasma também é reproduzido naturalmente em alguns fenômenos terrestres. Também pode ser produzido artificialmente para diversos usos.
Por exemplo, existe plasma no sol, estrelas e nebulosas. Também está presente nas auroras polares, nos raios e no chamado Fogo de San Telmo. Quanto à sua produção artificial, alguns exemplos são os televisores de plasma, tubos fluorescentes e lâmpadas de plasma.
As características do estado de plasma Eles são:
- Carece de forma e volume definidos.
- Suas partículas são ionizadas.
- Falta equilíbrio eletromagnético.
- É um bom condutor elétrico.
- Ele forma filamentos, camadas e raios quando exposto a um campo magnético.
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Mudanças nos estados da questão
As mudanças de estados da matéria são processos que permitem que a estrutura espacial da matéria mude de um estado para outro. Eles dependem de variações nas condições ambientais, como temperatura e / ou pressão.
Tendo em conta os estados fundamentais da matéria, as mudanças de estado da matéria são: solidificação, vaporização, fusão, sublimação, sublimação inversa, ionização e deionização.
Derretimento ou derretimento. É a mudança do estado sólido para o estado líquido. Ocorre quando o sólido é exposto a temperaturas mais altas do que o normal, até derreter. Isso ocorre porque as altas temperaturas a que o sólido é submetido fazem com que as partículas se separem mais e se movam com mais facilidade.
Solidificação. A solidificação é a mudança do estado líquido para o estado sólido. Quando a temperatura de um líquido cai, as partículas começam a se aproximar e o movimento entre elas é reduzido. Ao atingir o ponto de congelamento, eles se transformam em matéria sólida.
Vaporização. A vaporização é a mudança do estado líquido para o estado gasoso. Ocorre quando a temperatura sobe de forma sensata, o que quebra a interação entre as partículas. Isso causa sua separação e aumento do movimento, dando origem a um gás.
Condensação. A condensação é a mudança do estado gasoso para o estado líquido. À medida que a temperatura cai e / ou a pressão aumenta, as partículas de gás perdem alguma mobilidade e ficam mais próximas umas das outras. Essa aproximação explica a passagem do gás para o líquido.
Sublimação. Sublimação é a passagem do estado sólido para o estado gasoso sem passar pelo estado líquido. Ocorre, por exemplo, em esferas de naftaleno. Essas esferas, usadas para manter as mariposas longe dos armários, têm a propriedade de se desbotarem com o tempo. Isso significa que passam do estado sólido ao gasoso sem passar pelo estado líquido.
Sublimação reversa. É chamada de sublimação inversa, sublimação regressiva, deposição ou cristalização para passar do estado gasoso ao sólido de forma direta.
Ionizacao Ionização é a mudança de gás para plasma, que ocorre quando as partículas de gás são eletricamente carregadas, o que é possível quando um gás é aquecido.
Deionização A desionização consiste na passagem do estado de plasma para o estado gasoso. É, portanto, o processo oposto à ionização.
A seguir, apresentamos uma tabela que sintetiza as mudanças ocorridas e dá um exemplo para cada uma.
| Processar | Mudança de status | Exemplo |
|---|---|---|
| Fusão | Sólido para líquido. | Descongelamentos. |
|
Solidificação | Líquido para sólido. | Gelo. |
| Vaporização | Líquido para gasoso. | Vapor de água. |
| Condensação | Gasoso para líquido. | Chuva. |
| Sublimação | Sólido para gasoso. | Gelo seco. |
| Sublimação reversa | Gasoso para sólido. | Neve. |
| Ionizacao | Gasoso para o plasma. | Placas de neon. |
| Deionização | Plasmático em gasoso. | A fumaça que resulta de apagar uma chama. |
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Novos estados da matéria
Atualmente, as investigações científicas encontraram novos estados de agregação da matéria por meio de procedimentos artificiais. Os mais conhecidos são baseados na temperatura e são o condensado de Bose-Einstein, o condensado fermiônico e o estado supersólido.
No entanto, outras teorias sobre os possíveis estados da matéria ainda estão sendo estudadas, como a molécula de Rydberg, o estado Quantum Hall, a matéria fotônica e a gotícula.
Condensado de Bose-Einstein (BEC)
O estado conhecido como condensado de Bose-Einstein (BEC) ocorre quando certos gases são submetidos a temperaturas próximas do zero absoluto (-273,15 ° C), atingindo tal densidade e ponto de congelamento que os átomos não podem se mover.
É um estado da matéria que foi alcançado artificialmente em 1995. Desde então, também é conhecido como o quinto estado da matéria.
Um exemplo de BEC são os materiais com supercondutividade, ou seja, podem transmitir eletricidade sem exercer nenhuma resistência e sem perder energia.
As características do estado condensado de Bose-Einstein são:
- Suas partículas são bósons.
- É observável apenas no nível subatômico.
- Apresenta supercondutividade (resistência elétrica zero).
- Seu estado mínimo de energia é conhecido como estado fundamental.
Investigue em: Status de consenso de Bose-Einstein
Conde de fermi
O condensado de Fermi ou condensado fermiônico é aquele em que a matéria é superfluida, ou seja, não possui nenhum grau de viscosidade. O comportamento do estado fermiônico é mais semelhante ao de uma onda do que de uma partícula. Está relacionado ao estado de Bose-Einstein.
As características do condensador fermiônico Eles são:
- Suas partículas são férmions (e não bósons).
- Ocorre em temperaturas próximas do zero absoluto.
- Sua estabilidade dura muito pouco tempo.
Super sólido
O supersólido é um estado em que a matéria é organizada no espaço com as propriedades de um superfluido. Somente em 2017 foram encontradas evidências claras de sua existência. Ainda está sob investigação, assim como outros estados hipotéticos.
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