Os 5 estados de agregação de materiais

O estados de agregação de matéria eles estão ligados ao fato de que ele pode existir em diferentes estados, dependendo da densidade exibida pelas moléculas que o compõem. A ciência da física é aquela que é responsável por estudar a natureza e as propriedades da matéria e da energia no universo.

O conceito de matéria é definido como tudo o que compõe o universo (átomos, moléculas e íons), que forma todas as estruturas físicas existentes. As investigações científicas tradicionais deram por completados os estados de agregação do assunto como aqueles representados nos três conhecidos: sólido, líquido ou gasoso.

No entanto, existem mais duas fases que foram determinadas mais recentemente, permitindo classificá-las como tal e adicioná-las aos três estados originais (o chamado plasma e o condensado de Bose-Einstein).

Estas representam formas mais raras de matéria do que as tradicionais, mas sob as condições certas demonstram propriedades intrínsecas e suficientemente únicas para serem classificadas como estados de agregação.

Índice

• 1 Estados de agregação de matéria
  • 1.1 Sólido
  • 1,2 líquido
  • 1.3 Gas
  • 1.4 Plasma
  • 1.5 Condensado de Bose-Einstein
• 2 referências

Estados de agregação de matéria

Sólido

Quando falamos de matéria em estado sólido, ela pode ser definida como aquela em que as moléculas que a compõem se unem de forma compacta, permitindo muito pouco espaço entre elas e proporcionando um caráter rígido à estrutura da mesma.

Deste modo, os materiais neste estado de agregação não fluem livremente (como líquidos) ou expandem-se volumetricamente (como gases) e, para efeitos de várias aplicações, são considerados substâncias incompressíveis.

Além disso, eles podem ter estruturas cristalinas, que são organizadas de forma ordenada e regular ou desordenada e irregular, assim como as estruturas amorfas.

Nesse sentido, os sólidos não são necessariamente homogêneos em sua estrutura, sendo capazes de encontrar aqueles que são quimicamente heterogêneos. Eles têm a capacidade de ir diretamente para o estado líquido em um processo de fusão, bem como para passar para o gasoso por sublimação.

Tipos de sólidos

Os materiais sólidos são divididos em uma série de classificações:

Os metais: são aqueles sólidos fortes e densos que ademais costumam ser excelentes condutores de electricidade (por seus electrones livres) e calor (por sua condutividade térmica). Eles compõem uma grande parte da tabela periódica dos elementos e podem ser unidos com outro metal ou não-metal para formar ligas. Dependendo do metal em questão, eles podem ser encontrados naturalmente ou artificialmente produzidos.

Minerais

São aqueles sólidos naturalmente formados através de processos geológicos que ocorrem em alta pressão.

Os minerais são catalogados de tal maneira pela sua estrutura cristalina com propriedades uniformes, e variam enormemente em tipo de acordo com o material do qual eles estão falando e suas origens. Este tipo de sólido é muito comumente encontrado em todo o planeta Terra.

Cerâmica

São sólidos que são criados a partir de substâncias inorgânicas e não-metálicas, tipicamente pela aplicação de calor, e que possuem estruturas cristalinas ou semicristalinas.

A especialidade deste tipo de material é que ele pode dissipar altas temperaturas, impactos e resistência, tornando-se um excelente componente para avançadas tecnologias aeronáuticas, eletrônicas e até militares.

Sólidos orgânicos

São aqueles sólidos que são compostos principalmente dos elementos carbono e hidrogênio, podendo também possuir moléculas de nitrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre ou halogênios em sua estrutura.

Estas substâncias variam enormemente, observando materiais que vão desde polímeros naturais e artificiais até cera de parafina originada de hidrocarbonetos.

Materiais compostos

São aqueles materiais relativamente modernos que foram desenvolvidos unindo dois ou mais sólidos, criando uma nova substância com características de cada um de seus componentes, aproveitando suas propriedades para um material superior ao original. Exemplos destes incluem concreto armado e madeira composta.

Semicondutores

Eles são nomeados por sua resistividade e condutividade elétrica, o que os coloca entre condutores metálicos e indutores não metálicos. Eles são freqüentemente usados ​​no campo da eletrônica moderna e para acumular energia solar.

Nanomateriais

São sólidas de dimensões microscópicas, o que gera que apresentem propriedades diferentes de sua versão maior. Eles encontram aplicações em campos especializados de ciência e tecnologia, como no campo de armazenamento de energia.

Biomateriais

São materiais naturais e biológicos com características complexas e únicas, diferentes de todos os outros sólidos, devido à sua origem em milhões de anos de evolução. Eles são compostos de diferentes elementos orgânicos, e podem ser formados e reformados de acordo com as características intrínsecas que possuem.

Líquido

Chama-se líquido a esse estado que está em um estado quase incompressível, que ocupa o volume do recipiente no qual está localizado.

Ao contrário dos sólidos, os líquidos fluem livremente através da superfície onde estão, mas não se expandem volumetricamente como os gases; Por esse motivo, eles mantêm uma densidade praticamente constante. Eles também têm a capacidade de molhar ou umedecer as superfícies que tocam devido à tensão superficial.

Os líquidos são regidos por uma propriedade conhecida como viscosidade, que mede a resistência do mesmo à deformação por corte ou movimento.

De acordo com seu comportamento em relação à viscosidade e deformação, os líquidos podem ser classificados em fluidos newtonianos e não newtonianos, embora este artigo não seja discutido em detalhes neste artigo.

É importante notar que existem apenas dois elementos que estão neste estado de agregação em condições normais: bromo e mercúrio, césio, gálio, frâncio e rubídio também podem facilmente atingir o estado líquido sob condições apropriadas.

Eles podem ser transferidos para o estado sólido por um processo de solidificação, bem como transformados em gases por ebulição.

Tipos de líquidos

De acordo com sua estrutura, os líquidos são divididos em cinco tipos:

Solventes

Representando todos aqueles líquidos comuns e não comuns com apenas um tipo de moléculas em sua estrutura, os solventes são aquelas substâncias que servem para dissolver substâncias sólidas e outros líquidos em seu interior, para formar novos tipos de líquidos.

Soluções

São aqueles líquidos na forma de uma mistura homogênea, formados pela união de um soluto e um solvente, podendo o soluto ser um sólido ou outro líquido.

Emulsões

Eles são representados como aqueles líquidos que foram formados pela mistura de dois líquidos tipicamente imiscíveis. Eles são observados como um líquido suspenso dentro de outro na forma de glóbulos, e podem ser encontrados em forma A / O (água em óleo) ou O / A (óleo em água), dependendo de sua estrutura.

Suspensões

Suspensões são aqueles líquidos em que há partículas sólidas suspensas em um solvente. Eles podem ser formados na natureza, mas são mais comumente observados no campo farmacêutico.

Aerossóis

Eles são formados quando um gás é passado através de um líquido e o primeiro é disperso no segundo. Estas substâncias são de caráter líquido com moléculas gasosas e podem ser separadas com o aumento da temperatura.

Gás

É considerado como um gás para aquele estado da matéria compressível, no qual as moléculas são consideravelmente separadas e dispersas, e onde se expandem para ocupar o volume do recipiente onde elas estão contidas.

Além disso, existem vários elementos que estão em estado gasoso naturalmente e podem se ligar a outras substâncias para formar misturas gasosas.

Os gases podem ser convertidos diretamente em líquidos pelo processo de condensação e em sólidos pelo processo incomum de deposição. Além disso, eles podem ser aquecidos a temperaturas muito altas ou passar por um campo eletromagnético forte para ionizá-los, convertendo-os em plasma.

Devido à sua natureza complicada e instabilidade de acordo com as condições ambientais, as propriedades dos gases podem variar de acordo com a pressão e a temperatura em que se encontram, de modo que às vezes trabalham com gases, assumindo que são "ideais".

Tipos de gases

Existem três tipos de gases de acordo com sua estrutura e origem, descritos abaixo:

Elementais naturais

Eles são definidos como todos aqueles elementos que estão em estado gasoso na natureza e sob condições normais, sendo observados no planeta Terra, assim como em outros planetas.

Neste caso, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e gases nobres, assim como cloro e flúor, podem ser mencionados como exemplo.

Compostos naturais

São gases que são formados na natureza por processos biológicos e são feitos de dois ou mais elementos. Eles geralmente são formados por hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, embora em casos muito raros eles também possam ser formados com gases nobres.

Artificial

São os gases criados pelo homem a partir de compostos naturais, desenvolvidos para atender necessidades que isso tem. Certos gases artificiais, como os clorofluorcarbonos, agentes anestésicos e esterilizadores, podem ser mais tóxicos ou poluentes do que se pensava anteriormente, de modo que existem regulamentos que limitam seu uso maciço.

Plasma

Esse estado de agregação da matéria foi descrito pela primeira vez na década de 1920 e é caracterizado pela sua inexistência na superfície da Terra.

Aparece somente quando um gás neutro é submetido a um campo eletromagnético forte, formando um tipo de gás ionizado altamente condutor para eletricidade, e que também é suficientemente diferente dos outros estados de agregação existentes para merecer sua própria classificação como estado .

A matéria nesse estado pode ser deionizada novamente como gás, mas é um processo complexo que requer condições extremas.

Hipotetiza-se que o plasma represente o estado mais abundante da matéria no universo; Esses argumentos são baseados na existência da chamada "matéria escura", proposta pelos físicos quânticos para explicar os fenômenos gravitacionais no espaço.

Tipos de plasma

Existem três tipos de plasma, que são classificados apenas pela sua origem; isso acontece até dentro da mesma classificação, já que os plasmas são muito diferentes entre eles e conhecer um não é suficiente para conhecer a todos.

Artificial

É aquele plasma fabricado pelo homem, como são aqueles encontrados dentro de telas, lâmpadas fluorescentes e sinais de néon, e em hélices de foguetes.

Terrestre

É o plasma que é formado de uma forma ou de outra pela Terra, deixando claro que ocorre principalmente na atmosfera ou em outros ambientes similares e que não ocorre na superfície. Inclui raios, vento polar, ionosfera e magnetosfera.

Espaço

É aquele plasma que é observado no espaço, formando estruturas de diferentes tamanhos, variando de poucos metros a enormes extensões de anos-luz.

Este plasma é observado nas estrelas (incluindo o nosso Sol), no vento solar, no meio interestelar e intergaláctico, além das nebulosas interestelares.

Condensado de Bose-Einstein

O condensado de Bose-Einstein é um conceito relativamente recente. Originou-se em 1924, quando os físicos Albert Einstein e Satyendra Nath Bose previram sua existência de maneira geral.

Este estado da matéria é descrito como um gás diluído de bósons - partículas elementares ou compostas que estão associadas a ser portadoras de energia - que foram resfriadas a temperaturas muito próximas do zero absoluto (-273,15 K).

Sob essas condições, os bósons componentes do condensado passam ao seu estado quântico mínimo, fazendo com que exibam propriedades de fenômenos microscópicos únicos e particulares que os separam dos gases normais.

As moléculas de um condensado B-E mostram características de supercondutividade; isto é, há ausência de resistência elétrica. Eles também podem mostrar características de superfluidez, o que faz com que a substância tenha uma viscosidade zero, para que possa fluir sem qualquer perda de energia cinética por fricção.

Devido à instabilidade e à curta existência da matéria neste estado, os usos possíveis para esses tipos de compostos ainda estão sendo estudados.

É por isso que, além de serem utilizados em estudos que tentaram desacelerar a velocidade da luz, muitas aplicações para esse tipo de substância não foram alcançadas. No entanto, há indícios de que ele pode ajudar a humanidade em um grande número de funções futuras.

Referências

1. BBC (s.f.) Estados da matéria. Retirado de bbc.com
2. Aprendizagem, L. (s.f.). Classificação da Matéria. Retirado de cursos.lumenlearning.com
3. LiveScience (s.f.) Estados da matéria. Retirado de livescience.com
4. Universidade, P. (s.f.). Estados da matéria. Retirado de chem.purdue.edu
5. Wikipédia. (s.f.) Estado da Matéria. Obtido em en.wikipedia.org