9°Ano

Matéria e suas propriedades

O que é matéria? É tudo o que tem massa. Exemplos: muro, carro, cachorro, homem, planta, etc.

O que não é matéria? O movimento de carros e pessoas, por exemplo. O movimento dos carros não é matéria e sim um fenômeno que ocorre com ela.

Exemplos de fenômenos:

·         o ar pode ser comprimido;

·         a água pode virar gelo;

·         o gelo pode derreter;

·         a madeira Poe queimar;

·         o ferro pode fundir;

O que é um fenômeno? Tudo o que nos parece extraordinário.

O que é um fenômeno para ciências? É qualquer acontecimento que possa ser observado e que ocorra na natureza ou seja provocado experimentalmente.

São fenômenos:

·         o derretimento de uma pedra de gelo;

·         o som do rádio;

·         as imagens da televisão;

·         os raios;

·         um helicóptero voando;

·         uma folha de árvore caindo;

·         o fogo queimando o pavio de uma vela;

Podemos classificar os fenômenos em:

- Químicos: alteram a estrutura ou a constituição da matéria, resultando na formação de novas substâncias. Exemplo: queima de uma vela.

- Físicos: não alteram a estrutura ou a constituição da matéria, portanto não a transformam em outra substância. Exemplo: corante na água.

Corpo: uma porção limitada de matéria:

• Com a madeira, o carpinteiro faz o cabo martelo.
• Com o metal. Se pode moldar uma chave.

Substância: as diferentes variedades de matéria.

O que formam as substâncias? A molécula é a menor porção de uma substância pura, formada por um conjunto de átomos num arranjo definido e mantidos juntos por forças especiais. Exemplo: água.

A água apresenta algumas características:

• Ao nível do mar e à temperatura de 30°C, é: líquida, incolor, inodora e insípida.

            É formada por um conjunto de moléculas iguais, cada uma delas constituída por 3 átomos: 2 Hidrogênios e 1 Oxigênio.

Propriedades de matéria:

- Gerais:

• Extensão: é a propriedade que a matéria tem de ocupar um lugar no espaço.
• Inércia: é a propriedade que a matéria tem de permanecer na situação em que se encontra, seja de repouso, seja de movimento.
• Massa: é a quantidade de matéria que um corpo possui. Para medi-la precisamos compará-la com uma medida padrão (quilograma).
• Impenetrabilidade: dois corpos não podem ocupar, simultaneamente, um mesmo lugar no espaço.
• Compressibilidade: é a propriedade da matéria que consiste em ter volume reduzido quando submetida à determinada pressão.
• Elasticidade: é a propriedade que a matéria tem de retomar seu volume inicial – após cessada a força que causa a compressão.
• Divisibilidade: a propriedade que a matéria tem de reduzir-se a partículas extremamente pequenas.
• Indestrutibilidade: a matéria não pode ser criada nem destruída, apenar criada nem destrua aress apo quando submetida a determinada pressseja provocado experimentalmentes transformada.

- Específica:

• Cor
• Odor
• Sabor
• Brilho
• Estado físico ou de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso
• Condutibilidade
• Dureza

Dureza

            Dureza, portanto, é a medida da resistência que uma substância apresenta ao ser riscada por outra. Quanto maior for a resistência ao risco, mais dura será a substância.

            Não confunda, porém, dureza com tenacidade ou resistência mecânica (outra propriedade específica da matéria): é mais fácil quebrar um diamante com uma martelada ao que uma barra ou chapa de ferro, porque o ferro é mais tenaz.

Densidade

            Uma propriedade dos materiais que tem grande importância no estudo da Física e da Química é a densidade.

            A densidade é uma relação entre a massa e o volume de um corpo. Desse modo, para obter a densidade de uma substância, dividi-se a massa pelo seu volume. A massa contida em 1cm³ de chumbo é 11,3g. Então, a densidade do chumbo é de 11,3g/cm³. A massa de 1cm³ de alumínio é de 2,70g. Então, a densidade do alumínio é de 2,70g/cm³.

            A densidade pode ser calculada pela fórmula: d = m/v

            Na fórmula, d representa a densidade; m, a massa; e v, o volume. A densidade pode ser expressa em g/mL; kg/m³ ou g/cm³.

            A densidade de uma substância pode sofrer alteração coma variação da pressão e da temperatura, porém não aterá com a variação da massa da substância. Quando as condições de temperatura e pressão não forem especificadas, considera-se uma pressão de 1atm e uma temperatura de 25°C.

            A densidade também tem relação com a flutuação dos corpos. O gelo e o óleo de soja, por exemplo, flutuam na água líquida porque são menos densos que ela. O mesmo ocorres com uma rolha de cortiça e uma bolinha se isopor. Portanto, o conhecimento da densidade permite prever qual substância vai flutuar quando se põem em contato substâncias que não se misturam.

Estados Físicos da Matéria

               

                A matéria é composta por pequenas partículas e, de acordo com o maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso.

            O volume, a densidade e a forma de um composto podem variar com a temperatura, sendo assim, os compostos apresentam características de acordo com o estado físico em que se encontram, veja as características de cada um:

Estado Sólido: as moléculas da matéria se encontram muito próximas, sendo assim possuem forma fixa, volume fixo e não sofrem compressão. Por exemplo: em um cubo de gelo as moléculas estão muito próximas e não se deslocam.

Estado Líquido: as moléculas estão mais afastadas do que no estado sólido e os elementos que se encontram nesse estado possuem forma variada, mas volume constante. Além dessas características, possui facilidade de escoamento e adquirem a forma do recipiente que os contém.

Estado Gasoso: a movimentação das moléculas nesse estado é bem maior que no estado líquido ou sólido. Se variarmos a pressão exercida sobre um gás podemos aumentar ou diminuir o volume dele, sendo assim, pode-se dizer que sofre compressão e expansão facilmente. Os elementos gasosos tomam a forma do recipiente que os contém.

            Essas características obedecem a fatores como a Força de Coesão (faz com que as moléculas se aproximem umas das outras) e a Força de Repulsão (as moléculas se afastem umas das outras). No estado gasoso a Força de Repulsão predomina, enquanto que no estado sólido é a Força de Coesão.

            Assim, quando uma substância muda de estado físico sofre alterações nas suas características microscópicas (arranjo das partículas) e macroscópicas (volume, forma), sendo que a composição continua a mesma.

            Comparando os três estados, sólido, líquido e gasoso, podemos dizer, então, que os sólidos tem forma e volume constantes; os líquidos têm volume constante e forma variável, de acordo com o recipiente; e os gases tem forma e volume variáveis, conforme o recipiente.

A energia se transforma

            A televisão, a geladeira e o computador só funcionam se receberem energia – energia elétrica.

            Para se manter em atividade, o organismo humano também precisa de energia, que é obtida por meio dos alimentos. É a energia química.

            Existem diversas formas de energia na natureza. E elas põem se transformar umas nas outras.

            Veja alguns exemplos de transformação de energia:

• Nos alimentos há uma forma de energia, que é a energia química. Parte dela é transformada em trabalho por nosso organismo nas atividades do dia a dia. Outra parte é transferida na forma de calor do organismo ao ambiente. É por isso que, em condições normais, nosso corpo se mantém sempre à mesma temperatura.
• As plantas usam a energia da luz do Sol para produzir açúcares, ou seja, há transformação de energia luminosa em energia química.
• Quando queimamos alguma coisa, transformamos a energia química do combustível (gasolina, carvão, álcool) em energia térmica e, dependendo do tipo de queima, em energia luminosa (luz).
• Uma bateria de carro transforma energia química em energia elétrica.
• Em uma lanterna a pilha, a energia química da pilha é transformada em energia luminosa (luz) e também em energia térmica (calor).

            É importante saber também que a energia não pode ser criada nem destruída: quando uma forma de energia se transforma em outra, a quantidade de energia continua a mesma: a energia não “desaparece”. Essa é uma lei conhecida como a lei da conservação da energia.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

História das medidas

            O funcionamento do comércio e também a comunidade científica dependem de comparações e, para fazê-las, é preciso ter um ponto de referência. A primeira referência utilizada foi o próprio corpo. Assim surgiram medidas de comprimento como a polegada, o palmo e o pé.

            No século XVIII foi proposto um sistema de medidas baseado em um padrão constante, as dimensões de nosso planeta. O padrão de medida escolhido pela Academia Francesa foi o comprimento da quadragésima milionésima parte do meridiano terrestre – a circunferência da Terra que passa pelos pólos. Esse padrão recebeu o nome de metro (do termo grego metron, que significa ‘medir’).

            Em 1889, na Primeira Conferência Internacional de Pesos e Medidas, realizada em Paris, o metro foi definido como a distância entre dois traços de uma barra padrão de platina que se encontra no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, na França.

            Com o desenvolvimento da ciência foi necessário aumentar a precisão das medidas, e a definição do metro passou a ser a do comprimento do trajeto percorrido pela luz, no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299792458 de segundo.

            O padrão para a medida de massa (quilograma) é um cilindro de platina e irídio (um metal) de 39 milímetros de diâmetro e igual altura, que fica no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (sob pressão normal e a 0°C).

            Inicialmente, o padrão de tempo foi o segundo. Ele equivalia a 24 horas (duração do dia) divididas por 86400, que é o número de segundos contidos em um dia. Mas o período de rotação da Terra varia e os dias não são todos exatamente iguais. Por isso, a definição atual é a duração de 9192631770 períodos de uma determinada radiação do átomo de césio-133.

            Essa padronização ajudou a desenvolver tanto o comércio quanto a comunicação científica entre os países: as quantidades começavam a ser entendidas da mesma forma pelos diversos povos do mundo.

O Sistema Internacional de Unidades (SI)

            O Sistema Internacional de Unidades estabelece sete unidades como fundamentais, cada uma delas correspondendo a uma grandeza.

            Na Mecânica, o SI é denominado mks, que corresponde às iniciais dos símbolos das três unidades fundamentais usadas

	Comprimento	massa	Tempo
mks	m	kg	s

            Todas as unidades, quando escritas por extenso, devem ter inicial minúscula, mesmo que sejam nomes de pessoas.

Exemplo: metro, Newton, quilômetro, pascal, etc.

            A unidade de temperatura da escala Celsius é uma exceção a essa regra: escreve-se grau Celsius. Note que Celsius está escrita com a inicial maiúscula.

            Os símbolos são escritos com letra minúscula, a não ser que se trate de nome de pessoa, e não se flexionam quando escritos no plural.

            Algumas unidades não fazem parte do SI, porém estão amplamente difundidas.