Matéria e energia

Matéria e energia fazem parte do Universo: o matéria dá estrutura enquanto o energia dá a você a habilidade de mudar. Quando o Universo se originou, tudo era energia concentrada. À medida que se expandia e esfriava, a matéria era formada a partir de energia.

Uma maneira fácil de entender o que é matéria e o que é energia é a seguinte:

• uma fruta e uma mesa são importantes;
• a capacidade da fruta de cair da mesa e atingir um animal é energia; a capacidade da fruta de servir como alimento é energia.
• A capacidade que uma mesa (quando queimada) aquece uma sala é energia; a capacidade da mesa de quebrar uma janela é energia.

O que importa?

Matéria é tudo o que é feito de partículas subatômicas e ocupa um espaço, mesmo que extremamente minúsculo: um elétron, um próton, um nêutron e tudo o que pode ser construído a partir deles é matéria. Por exemplo, uma mesa é composta por moléculas que compõem a madeira, pregos de ferro e outros elementos, que são matéria..

O termo "matéria" deriva do latim mater que significa "mãe". Isso significa que a matéria é a "mãe" de tudo ao nosso redor. Por exemplo, o ar, embora não possamos vê-lo, é matéria, porque é feito de moléculas de nitrogênio, oxigênio e outros gases. O telefone, o computador, a comida, os animais, os edifícios são todos exemplos de matéria..

O matéria pode absorver energia. Um exemplo claro disso é o que acontece quando colocamos os alimentos no forno de micro-ondas:

• a água dentro da comida absorve a energia das ondas de microondas;
• a energia da água é transferida para o resto das moléculas do alimento.

Essa transferência de energia é o que faz com que a temperatura suba. cozinhando comida.

Lei da conservação da matéria

A lei da conservação da matéria estabelece que a matéria não é criada nem destruída, mas transformada. Por exemplo, quando um pedaço de madeira é completamente queimado em um sistema fechado e as cinzas, dióxido de carbono e outros compostos na fumaça são pesados, a soma das massas será aproximadamente igual à massa do pedaço original de madeira..

Quais são as características da matéria?

• Tem massa: é a quantidade de matéria, por exemplo, um elétron tem massa de 9 x 10^-31 kg, um litro de água tem uma massa de 1 kg, o Sol tem uma massa de 1,9 x 10³⁰ kg.
• Possui propriedades físicas: dentro das quais podem ser citadas densidade, condutividade elétrica, ponto de fusão ou ebulição, volatilidade e dureza, entre outras..
• Possui propriedades químicas: a matéria pode ser transformada por meio de reações químicas, como combustão, oxidação, decomposição.

Quais são os estados da matéria?

A matéria vem em diferentes formas ou estados:

• Sólido: átomos e moléculas são tão compactados que seu movimento é restrito.
• Líquido: os átomos e moléculas de um líquido, embora estejam agrupados, podem se mover livremente.
• Gás: átomos e moléculas são separados uns dos outros e não têm restrições de movimento.
• Plasma: os átomos dos gases são ionizados. Este é o estado da matéria em grande parte do Universo; Conseguimos isso nas estrelas, nos relâmpagos e nas auroras.
• Condensado de Bose-Einstein: quando um conjunto de átomos está em zero absoluto (-273 ºC), eles são tão compactados e imóveis que parecem um único átomo.
• Cristais líquidos: é o estado intermediário da matéria entre sólido e líquido sem pertencer a nenhum dos dois. Nós o encontramos em televisores de tela plana, telas de computador e relógios.

Você também pode estar interessado em ver a diferença entre estados da matéria e propriedades da matéria.

O que é energia?

A definição científica de energia é capacidade de produzir um emprego. Nesse sentido, trabalho é entendido como qualquer processo em que um corpo é deslocado ou deformado. Por exemplo, a capacidade de uma pedra no topo de uma montanha cair e derrubar árvores em sua queda, o que seria trabalho, é sua energia.

Lei de conservação de energia

A lei de conservação de energia ou o princípio de conservação de energia afirma que o conteúdo de energia de um sistema permanece constante. Ou seja, a energia não é criada nem destruída.

Por exemplo, certa quantidade de gasolina tem uma quantidade X de energia química associada a ela. Quando damos partida no veículo, a energia da gasolina não é destruída, mas transformada em energia cinética para movimentar o veículo e em energia térmica. A soma da energia cinética mais a energia térmica do veículo é igual à quantidade de energia química da gasolina, não pode ser nem mais nem menos.

Quais são as características da energia?

• A quantidade de energia que um corpo possui é limitada: a fruta na mesa tem uma energia limitada pela sua massa e pela distância da mesa ao chão.
• A energia é transformada em suas diferentes formas: a energia química da gasolina é transformada em energia cinética quando um pistão se move no carro.
• Existem várias fontes de energia, como o Sol, o vento e o petróleo.
• Pode ser armazenado: a energia química é armazenada em baterias elétricas, em hidrelétricas a energia potencial gravitacional da água é armazenada.

Formas de energia

A energia pode ser apresentada em diferentes formas:

• Energia potencial: é a energia associada a um corpo em relação a outro corpo de referência, por exemplo, a energia potencial gravitacional é a energia de um corpo em relação à sua posição na Terra, quanto mais alto estiver, mais energia potencial possui.
• Energia cinética: é a energia associada ao movimento dos corpos, por exemplo quando a água de um rio faz mover as rochas tem energia cinética.
• Energia mecânica: quando um vagão está no topo de uma montanha-russa, ele possui energia potencial, que se transforma em energia cinética à medida que o vagão desce e adquire uma determinada velocidade. Nesse caso, o vagão possui uma energia mecânica, que é igual à soma da energia cinética e energia potencial..
• Energia radiante: A luz solar atinge a Terra como energia radiante.
• Energia térmica: quando nos aquecemos com uma bolsa de água quente estamos utilizando energia térmica.
• Energia nuclear: quando um núcleo de um átomo se rompe ou se funde, ele libera energia nuclear.
• Energia química: quando a glicose nas células é transformada em dióxido de carbono, a energia encontrada entre os átomos da molécula é liberada como energia química.
• Energia elétrica: quando as partículas com carga positiva ou negativa se movem, estamos na presença de eletricidade ou energia elétrica.

Você pode estar interessado em conhecer os diferentes tipos de energia.

Qual é a relação entre matéria e energia?

No início do século 20, o físico teórico Albert Einstein (1879-1955) mostrava que a matéria se transforma em energia e que a energia pode ser transformada em matéria. Esta equivalência é conhecida como o "teoria da relatividade" e é expresso na famosa equação:

E = m.c^dois,

Onde E representa energia, m representa a massa e c é a velocidade da luz.

O exemplo mais conhecido do transformação da matéria em energia é a reação de fusão dos núcleos de hidrogênio nas estrelas. É essa energia do Sol que sustenta a vida na Terra..

Lembremos que nas origens do Universo existia apenas energia, que mais tarde foi transformada em matéria. Experimentalmente, energia é transformada em matéria quando um fóton (uma partícula de alta energia) passa por um núcleo atômico, produzindo uma partícula de matéria (elétron) e uma partícula de antimatéria (pósitron).

Você pode estar interessado em saber sobre:

• Propriedades físicas e químicas da matéria.
• Energia cinética e potencial.

Referências

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Fundamentos da ciência: matéria e energia. Chelsea House. Nova york.