Aula 1 - Química - Estados Físicos da Matéria

Hoje já se sabe que a matéria pode se encontrar em 7 estados físicos (alguns dependem de condições especiais e outros são previstos no campo teórico), que são:

1: Sólido: No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. Diz-se que a força de atração entre as moléculas é maior que a força de repulção. Seu estudo está mais relacionado a áreas de estática e dinâmica.

2: Líquido: No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o mesmovolume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. Isto porque a força de atração e repulção entreas moléculas são equivalentes. Tanto a hidrostática e como a hidrodinâmica são áreas que mais detem seu foco de esudo.

3: Gasoso: No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. A força de repulção predomina sobre a atração. As áreas de estudo das mesmas se centralizam na aerostática e na aerodinâmica.

4: Plasmático: O Plasma é um gás ionizado em condições especiais de temperatura e pressão. Um dos modos da matéria atingir o estado plasmático é pelo aquecimento. Tomemos a água como exemplo. O gelo representa seu estado sólido. Se aquecermos o gelo, ele irá derreter e passará a ser líquido, isto é, para o segundo estado da matéria. Se aquecermos ainda mais, o líquido evaporará e assim irá para o terceiro estado fundamental, o gasoso. Agora, se adicionarmos mais calor e o submetermos a uma alta pressão, esse gás se ionizará, ou seja, seus átomos se tornarão instáveis o que ocasionará a liberação de elétrons. O resultado disso, é que o plasma se diferencia dos gases em diversos aspectos. Um deles é a sua alta condutividade elétrica que pode ser observada nos raios durante uma tempestade na atmosfera da Terra, produzindo descargas superiores a cem milhões de volts. Esses raios são plasma, assim como as chamas do fogo, a aurora boreal e os fenômenos atmosféricos dos fogos fátuos (bolas incandescentes que são liberadas do solo durante tempestades). Neste estado há uma certa "pastosidade" da substância, que permite uma maior e melhor resposta quando recebe informações decodificadas pelos feixes de luz emitidos pelos componentes da TV, daí as TVs de cristal líquido, ou denominadas de "TVs de Plasma".

Aqui estão diversos exemplos desse estado como o fogo - o mais comum exemplo de plasma- assim como os relampagos, a aurora boreal e etc.

5: Condensado de Bose-Einstein: O O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo e é obtido quando a temperatura chega a ser tão baixa que as moléculas entram em colapso. Essa fase da matéria é formada por bosões (uma classe formada por partículas que são essencialmente gregárias: ao invés de se moverem sozinhas, elas adotam o movimento de suas vizinhas) a uma temperatura muito próxima do zero absoluto. Nestas condições, uma grande fração de átomos atinge o mais baixo estado quântico, e nestas condições os efeitos quânticos podem ser observados à escala macroscópica.

As cores artificiais representam o número de átomos em cada velocidade, indicando o vermelho menos átomos e o branco mais átomos. As áreas em que aparecem branco e azul claro são velocidades menores. Esquerda: Logo antes do aparecimento do condensado de Bose-Einstein. Centro: No instante do aparecimento do condensado. Direita: após a rápida evaporação, deixando amostras puras do condensado. O pico não é infinitamente estreito devido ao Princípio da Incerteza de Heinsenberg: quando um átomo é retido numa região específica do espaço a sua distribuição de velocidade possui necessariamente uma certa largura mínima.

6: Condensado Fermiônico: O condensado fermiônico é formado por pares de átomos em um gás. Ao contrário dos bósons, os férmions - a outra metade da família de partículas e blocos básicos com os quais a matéria é construída - são essencialmente solitários. Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion. uma linha de pensamento teórico aponta que propõem que o condensado de Bose-Einstein e a supercondutividade seriam dois extremos de um mesmo comportamento superfluídico, um estado incomum no qual a matéria não apresenta resistência ao fluxo. um gás com 500.000 átomos de potássio foi resfriado até 50 bilionésimos de grau acima do zero absoluto e então submetido a um campo magnético. Esse campo magnético fez com que os férmions se juntassem em pares, de forma semelhante aos pares de elétrons que produzem a supercondutividade, o fenômeno no qual a eletricidade flui sem resistência.

7: Zero Absoluto: Antes que a mecânica quântica fosse desenvolvida como um modelo para explicar o comportamento das partículas atômicas e subatômicas, os cientistas acreditavam que todos os átomos parariam de se movimentar quando atingissem o zero absoluto. Entretanto, mesmo nessa temperatura, os átomos e as moléculas retêm o que é chamado de energia do ponto-zero, a menor energia possível que um sistema pode ter. A energia no vácuo do espaço é considerada uma forma de energia do ponto-zero. Também descrito como terra ou estado estacionário, o zero absoluto é considerado um estado estável do qual nenhuma energia pode ser removida, devido a elevada desordem.

Atividade de Aprendizagem