A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS I TRIMESTRE CIÊNCIAS NATURAIS SABRINA PARENTE

Transcrição

1 A MATÉRIA E SEUS ESTADOS FÍSICOS I TRIMESTRE CIÊNCIAS NATURAIS SABRINA PARENTE

2 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.

3 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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5 Matéria e suas propriedades gerais: Massa Extensão Impenetrabilidade Divisibilidade Compressibilidade Elasticidade Indestrutibilidade Inércia Descontinuidade

6 MASSA É a quantidade de matéria que existe num corpo.

7 EXTENSÃO Lugar no espaço ocupado pela matéria, é medida por volume. A estante ficou toda preenchida pelos livros!

8 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.

9 DIVISIBILIDADE Propriedade que a matéria tem se reduzir-se em partículas extremamente pequenas.

10 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.

11 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.

12 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.

13 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.

14 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.

15 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.

16 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.

17 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.

18 Rio Gota d água Átomos de oxigênio e hidrogênio H2O Molécula de água

19 Corpo: porção limitada de matéria. Objeto: corpo usado como utensílio. Substância: matéria constituída por um único tipo de molécula. Mistura: reunião de duas ou mais substâncias.

20 Em 1808, baseado em fatos experimentais, o cientista bitânico John Dalton ( ) formula uma teoria atômica para explicar a constituição da matéria.

21 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.

22 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.

23 Os estados físicos da matéria são: Sólido (C) Líquido (B) Gasoso (A)

24 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.

25 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.

26 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.

27 Mudanças de Estados Físicos Fatores Dois fatores são importantes nas mudanças de estado das substâncias: temperatura e pressão.

28 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.

29 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

30 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!

31 Densidade Para identificar uma substância é necessário conhecer o ponto de fusão, de ebulição e também a densidade.

32 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)

33 Pressão atmosférica É a pressão exercida pela atmosfera (ar) num determinado ponto.

34 Pressão atmosférica A pressão influencia na temperatura e vice versa!

35 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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37 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.

38 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!*

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40 A panela pode ser perigosa! Não explode, pois possui um esquema de segurança.

41 A partir de agora lembrem-se para sempre: Quanto maior a pressão, maior a temperatura e quanto menor a pressão menor é a temperatura!

42 Mudanças de Estados Físicos As passagens entre os três estados físicos (sólido, líquido e gasoso) têm o nome de mudanças de estado físico.

43 Mudanças de Estados Físicos

44 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.

45 Gelo (sólido) passando para o estado liquido Fusão do gelo no Polo Norte: Aquecimento Global e Problemas Ambientais

46 Solidificação Passagem do estado líquido para o estado sólido, através de arrefecimento (resfriamento) O ponto de solidificação é de 0 C.

47 Gelo água após a solidificação A água encontra-se no estado sólido na natureza!

48 Fusão x Solidificação

49 Vaporização Passagem do estado líquido para o estado gasoso, por aquecimento. Pode ocorrer de 3 modos: evaporação, calefação e ebulição.

50 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.

51 Evaporação e Ebulição Evaporação na natureza

52 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.

53 Calefação da água

54 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.

55 Ebulição Ebulição da água a 100 C

56 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!**

57 Condensação Passagem do estado gasoso para o estado líquido, devido ao um arrefecimento (resfriamento). Um exemplo de condensação é o orvalho e a geada!

58 Condensação na tampa da panela Condensação da água na natureza

59 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.

60 Orvalho Geada

61 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

62 Sublimação do gelo seco Sublimação do Iodo - elemento químico