A MATÉRIA E SEUS ESTADOS
FÍSICOS
I TRIMESTRE
CIÊNCIAS NATURAIS
SABRINA PARENTE
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Matéria é tudo em que você puder pensar,
destas páginas que você está lendo até a
cadeira que você está sentado, a água que você
bebe, tudo é feito de matéria.
• Inclui o ar que se respira, os planetas no
Universo, seres vivos e inanimados, insetos e
rochas. Tudo é feito de matéria!
• É tudo aquilo que possui massa e que por sua
vez ocupa lugar no espaço.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• É constituída de átomos, que por sua vez são
formadas de partícula ainda menores,
chamadas partículas subatômicas.
• A Química envolve o estudo da matéria e do
que ela é feita, e como os átomos se unem
para formar materiais diferentes...
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Matéria e suas propriedades gerais:
Massa
Extensão
Impenetrabilidade
Divisibilidade
Compressibilidade
Elasticidade
Indestrutibilidade
Inércia
Descontinuidade
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• MASSA
• É a quantidade de matéria que existe num
corpo.
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• EXTENSÃO
• Lugar no espaço ocupado pela matéria, é
medida por volume.
A estante ficou toda preenchida pelos livros!
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• IMPENETRABILIDADE
• Dois corpos não podem ocupar, simultaneamente
o mesmo lugar no espaço.
• Às vezes parece que essa propriedade não é
válida. Quando dissolvemos açúcar no café, por
exemplo, temos a impressão que ambos passam
a ocupar o mesmo lugar. Mas isso, não é verdade:
enchendo uma xícara de café até a borda,
observamos que, à medida que o açúcar é
colocado, o nível do café sobe e ele transborda.
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• DIVISIBILIDADE
• Propriedade que a matéria tem se reduzir-se
em partículas extremamente pequenas.
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• COMPRESSIBILIDADE
• Propriedade da matéria que consiste em ter
volume reduzido quando submetida a
determinada pressão.
Se você empurrar o êmbolo de uma
seringa de injeção com o orifício de
saída tapado, vai perceber que o
êmbolo empurra até certo ponto o
ar contido na seringa. Isso
aconteceu porque o ar ao ser
comprimido tem o seu volume
reduzido.
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• ELASTICIDADE
• Propriedade que a matéria tem de retornar
seu volume inicial - após cessada a força que
causa
a
compressão.
Depois de comprimir o ar
dentro da seringa e
mantendo o orifício de
saída tapado, quando
soltamos o êmbolo, o ar
retoma o volume que
tinha
antes
da
compressão.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• INDESTRUTIBILIDADE
• A matéria não pode ser criada nem destruída,
apenas transformada.
Quando um pedaço de lenha
é queimado, os materiais
que
fazem
parte
da
composição da madeira se
transformam em cinza e
fumaça. Essa transformação
mostra que não houve
destruição da matéria, mas
sim a transformação em
outra matéria.
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• INÉRCIA:
• Propriedade que a matéria tem em
permanecer na situação em que se encontra,
seja em movimento, seja em repouso.
• Quanto maior for a massa de um corpo, mais
difícil alterar seu movimento, e maior a
inércia.
• A massa mede a inércia de um corpo.
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Fotografia
estroboscópica
de
motorista durante a
parada de um carro.
Com uma série de
instantâneos
em
intervalos sucessivos
de tempo, permite o
estudo detalhado do
movimento do corpo.
Observe
a
movimentação
do
motorista e a ação do
cinto de segurança.
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• DESCONTINUIDADE:
• Toda matéria é descontínua, por mais
compacta que pareça. Existem espaços entre
uma molécula e outra e esses espaços podem
ser maiores ou menores tornando a matéria
mais ou menos dura.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Constituição da matéria
• Uma gota de água de um rio possui água em
pequena quantidade. Se pegarmos metade
dessa gota, ainda terá água.
• Nessa pequena gota ainda há, além de água,
material em suspensão, que são partículas de
rochas, terra e areia, além de pequenas
plantas.
• Se retirar todo esse material e continuar
nosso processo de divisão apenas com a água,
chegaríamos a um molécula de água.
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• A partir daí, se de algum modo quebrar essa
molécula, deixaremos de ter água então,
pode-se dizer que molécula é a menor parte
da matéria que ainda conserva suas
propriedades.
• As moléculas são compostas de partículas
ainda menores, chamadas átomos.
• A água, é uma molécula composta de átomos
de hidrogênio e oxigênio. A matéria é formada
átomos combinados.
Rio
Átomos de oxigênio e hidrogênio
H2O
Gota d’água
Molécula de água
• Corpo: porção limitada de matéria.
• Objeto: corpo usado como utensílio.
• Substância: matéria constituída por um único
tipo de molécula.
• Mistura: reunião
substâncias.
de
duas
ou
mais
• Em 1808, baseado em fatos experimentais, o
cientista bitânico John Dalton (1766-1844)
formula uma teoria atômica para explicar a
constituição
da
matéria.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Teoria Atômica de Dalton
• Primeiro modelo do átomo
• A matéria é constituída de pequenas
partículas esféricas maciças e indivisíveis
denominadas átomos.
• Um conjunto de átomos com as mesmas
massas e tamanhos apresenta as mesmas
propriedades e constitui um elemento
químico.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Elementos químicos diferentes apresentam
átomos
com
massas,
tamanhos
e
propriedades diferentes.
• A combinação de átomos de elementos
diferentes, numa proporção de números
inteiros, origina substâncias diferentes.
• Os átomos não são criados nem destruídos:
são simplesmente rearranjados, originando
novas substâncias.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
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•
Os estados físicos da matéria são:
Sólido (C)
Líquido (B)
Gasoso (A)
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Sólido
• Os átomos das moléculas constituintes da
matéria estão em um estado de agitação
baixo, podendo ser concentrados mais átomos
em um mesmo espaço físico. A sua forma e
volume são fixos.
• Uma bola de boliche pode ser colocada em
qualquer tipo de recipiente que ela não
tomará a forma do recipiente, e o seu volume
não
vai
aumentar
ou
diminuir.
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• Líquido
• Ocorre quando as moléculas já estão um
pouco mais dispersos, em relação à mesma
matéria no estado sólido.
• Substâncias no estado líquido tem volume
fixo, porém a sua forma pode variar.
• A água. Se estiver em um copo, toma a forma
do copo, se estiver na jarra, fica na forma da
jarra.
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• Gasoso
• Acontece quando as partículas que formam a
matéria estão bastante afastadas, dispersas no
espaço. Por isto elas podem ter a forma e o
volume variável.
• O ar de uma sala inteira pode ser comprimido
dentro de um cilindro, e tomando sua a forma.
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• Mudanças de Estados Físicos – Fatores
• Dois fatores são importantes nas mudanças
de estado das substâncias: temperatura e
pressão.
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• Temperatura
• Um aumento de temperatura significa mais
agitação das moléculas.
• Dessa forma elas “ganham” mais energia e
mudam de estado.
• Assim a água líquida consegue evaporar
quando aquecida se transformando em vapor.
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• Ao aquecer (aumentar a temperatura) uma
panela no fogão podemos perceber que há
uma agitação na panela e em seguida as
moléculas de água começam evaporar.
Moléculas de água após aumento de temperatura virando vapor
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• Atenção: o contrário ocorre quando se resfria
(diminui a temperatura) um líquido, ele
“perde” energia – fica mais lento e as
moléculas vão ficando mais próximas até
ficarem juntinhas e assim se forma o gelo!
Densidade
• Para identificar uma substância é necessário
conhecer o ponto de fusão, de ebulição e
também a densidade.
• Vamos analisar a figura do óleo na água,
porque será que o óleo flutua na água?
• A densidade é a grande responsável por esta
“flutuação” do óleo na água.
• Para analisar a densidade é necessário saber
que a densidade é a razão entre a massa e o
volume de um mesmo matéria, nas mesmas
condições de temperatura e pressão.
• D= Massa/ Volume (g/cm3)
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• Pressão atmosférica
É a pressão exercida pela atmosfera (ar) num determinado
ponto.
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• Pressão atmosférica
A pressão influencia na
temperatura e vice – versa!
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• Pressão
• A pressão é como se fosse uma “força” sobre
um líquido impedindo que o mesmo vire
vapor.
• A nível do mar a pressão atmosférica é de 1
atm!
• A nível do mar a água “ferve” a 100° C.
• Em lugares mais altos a pressão é menor.
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• A panela de pressão
• Nas panelas abertas a água ferve a 100°C (a
nível do mar – 1atm)
• A panela de pressão cozinha os alimentos
mais rapidamente, pois aumenta a pressão
dentro da panela (aprox. 2atm) e a água ferve
a 120° C.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• A panela é fechada de maneira que seu vapor
não se dissipa no seu interior.
• Esse vapor aumenta a pressão que faz a água
cozinhar os alimentos a uma temperatura
maior, assim cozinham mais rápido!
• Depois que a panela “pega pressão” a
temperatura da água não muda mais daí*,
deve-se abaixar o fogo e diminuir o consumo
do gás.
Veremos porque isso acontece mais adiante!*
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• A panela pode ser perigosa!
• Não explode, pois possui um esquema de
segurança.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• A partir de agora lembrem-se para sempre:
Quanto maior a pressão, maior a temperatura e quanto menor a pressão
menor é a temperatura!
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Mudanças de Estados Físicos
• As passagens entre os três estados físicos
(sólido, líquido e gasoso) têm o nome de
mudanças de estado físico.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Mudanças de Estados Físicos
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Fusão
• Passagem, provocada por um aquecimento,
do estado sólido para o estado líquido.
• O ponto de fusão de uma substância é a
temperatura a que essa substância passa do
estado sólido para o estado líquido.
• O ponto de fusão da água é de 0°C.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
Gelo (sólido) passando para o
estado liquido
Fusão do gelo no Polo Norte:
Aquecimento Global e Problemas
Ambientais
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Solidificação
• Passagem do estado líquido para o estado
sólido,
através
de
arrefecimento
(resfriamento)
• O ponto de solidificação é de 0°C.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
Gelo – água após a solidificação
A água encontra-se no estado sólido na
natureza!
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Fusão x Solidificação
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Vaporização
• Passagem do estado líquido para o estado
gasoso, por aquecimento. Pode ocorrer de 3
modos: evaporação, calefação e ebulição.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Evaporação: acontece com líquidos a qualquer
temperatura. A água líquida colocada em um
prato que após algum tempo desaparece, ou
seja, transforma-se em vapor e mistura-se à
atmosfera.
Evaporação na natureza
Evaporação e Ebulição
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
•
Calefação é um processo rápido de
vaporização, que ocorre quando há um
aumento violento de temperatura. Acontece
quando colocamos água em pequenas
quantidades em uma frigideira bem quente.
Ela vaporiza de modo brusco, quase
instantâneo.
Calefação da água
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Ebulição é a vaporização que acontece a uma
determinada temperatura. Se colocarmos
água para esquentar, notaremos que quando
sua temperatura chega a 100°C, ela ferve,
entrando em ebulição.
• O ponto de ebulição de uma substância é a
temperatura a que essa substância passa do
estado líquido para o estado gasoso.
Ebulição da água a 100° C
Ebulição
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• No caso da água o ponto de ebulição é de
100°C.
Motivo pelo qual
deve-se abaixar o
fogo quando a
água começa a
ferver e assim
economizar gás!**
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• Condensação
• Passagem do estado gasoso para o estado
líquido, devido ao um arrefecimento
(resfriamento).
• Um exemplo de condensação é o orvalho e a
geada!
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Condensação na tampa da panela
Condensação da água na
natureza
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
• O orvalho se forma quando o vapor de água
presente no ar se condensa ao entrar em
contato com superfícies que estão mais frias
que o ar.
• Se a temperatura estiver muito baixa, a água
pode congelar sobre as superfícies frias,
formando uma camada de gelo: é a geada,
que pode causar prejuízos às plantações, já
que o frio pode destruir folhas e frutos.
A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS
Orvalho
Geada
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• Sublimação
• Passagem direta de uma substância do estado
sólido para o estado gasoso, por aquecimento,
ou do estado gasoso para o estado sólido, por
arrefecimento. Ex. Gelo seco, naftalina.
Naftalina
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Sublimação do gelo seco
Sublimação do Iodo - elemento
químico