O matéria 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 Big Bang.
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 gerais permitem distinguir a matéria do que não é. Por exemplo, a massa é uma característica da matéria, assim como a carga elétrica, o volume e a temperatura. Essas propriedades são comuns para 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..
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Os átomos são os blocos de construção da matéria. Por sua vez, os átomos são compostos de prótons, elétrons e nêutrons..
A carga elétrica é uma característica intrínseca das partículas que constituem a matéria. Os prótons têm carga positiva e os elétrons têm carga negativa, os nêutrons não têm carga elétrica.
No átomo, prótons e elétrons são encontrados em quantidades iguais, portanto, o átomo - e a matéria em geral - está geralmente em um estado neutro.
A origem da matéria está nos momentos iniciais da formação do universo, fase em que começaram a se formar elementos leves como o hélio, o lítio e o deutério (um isótopo do hidrogênio)..
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 estava esfriando e os prótons e nêutrons se juntaram para formar os núcleos atômicos.
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 a densidade da matéria comum prevê, razão pela qual se postula a existência de uma matéria invisível responsável. É sobre o matéria escura.
Postula-se também a existência de uma terceira classe de matéria, associada ao que se conhece como energia escura. Lembremos que matéria e energia são equivalentes, conforme apontou Einstein..
O que descreveremos a seguir refere-se exclusivamente à matéria comum da qual somos feitos, que possui massa e outras características gerais e muitas outras muito específicas, dependendo do tipo de matéria..
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 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 sentido, porque 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, bastam um número e uma unidade. 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 o movimento. É uma propriedade da matéria chamada inércia, que é medido através da massa.
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 que ocupe 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 petróleo..
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 disposição que têm..
Esse movimento está associado à energia interna da matéria, que é medida por meio da temperatura..
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, uma vez que 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 oferecem muita resistência, outros são facilmente deformáveis.
Dessa forma, temos inúmeras propriedades da matéria que caracterizam seu comportamento em inúmeras situações..
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
-Gases
-Plasma
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 ao se deformar, a matéria no estado sólido tende a retornar ao seu estado original..
Os líquidos tomam a forma do recipiente que os contém, mas mesmo assim têm um volume bem definido, pois as ligações moleculares, embora mais flexíveis que nos sólidos, ainda proporcionam coesão suficiente..
A matéria no estado gasoso é caracterizada por suas partículas constituintes não estarem fortemente ligadas. Na verdade, eles têm grande mobilidade, por isso os gases perdem forma e se expandem até preencherem o volume do recipiente que os contém..
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, bem como no Sol e em outras estrelas..
Em 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.
Qualquer objeto comum é feito de matéria, como:
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 divididos nesses pequenos elementos.
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 realizar suas funções.
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. Nos raios cósmicos, a radiação que vem do espaço sideral, foram detectados pósitrons desde 1932. E antipartículas de todos os tipos foram produzidas em laboratórios, por meio 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.
A matéria de que a Terra é composta também é encontrada no resto do universo. Os núcleos das estrelas atuam como reatores de fissão gigantescos nos quais átomos mais pesados que o hidrogênio e o hélio são criados continuamente.
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 observáveis 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 representem 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..
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