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Matéria e Energia

 

Matéria e Energia
Matéria e Energia

Matéria - Definição

A matéria não tem uma definição universal, nem é um conceito fundamental na física hoje. A matéria também é usado livremente como um termo geral para a substância que compõe todos os objetos físicos observáveis

Todos os objetos da vida cotidiana que podemos tocar ou espremer são compostas de átomos. Esta matéria atômica por sua vez é composta de interação de partículas geralmente subatômicas um núcleo de prótons e nêutrons, e uma nuvem de elétrons em órbita. Normalmente, a ciência considera estas partículas compostas importantes, porque eles têm tanto a massa e volume.

Em contraste, partículas sem massa, como fótons, não são considerados matéria, porque eles não têm massa e nem volume.

Matéria - O que é

A matéria é tudo ao seu redor. Átomos e moléculas são todos compostos de matéria. Matéria é tudo que tem massa e ocupa espaço. A matéria é, por vezes, relacionada com luz e radiação eletromagnética.

Mesmo que matéria possa ser encontrada em todo o Universo, você só vai encontrá-lo em algumas formas na Terra. Nós cobrimos cinco estados da matéria no site. Cada um desses estados é às vezes chamado de uma fase. Há muitos outros estados de matéria que existem em ambientes extremos. Os cientistas provavelmente irão descobrir mais estados à medida que continuamos a explorar o Universo.

Você deve saber sobre sólidos, líquidos, gases, plasmas, e um estado chamado o condensado de Bose-Einstein (BEC).

Os cientistas sempre souberam a respeito de sólidos, líquidos e gases.

Plasma era uma idéia nova, quando foi identificado por William Crookes em 1879. Os cientistas que trabalharam com o condensado de Bose-Einstein receberam o Prêmio Nobel por seu trabalho em 1995.

Matéria e Energia - Diferença

Matéria e Energia
Matéria e Energia

Tudo no universo é feito de matéria e energia.

A curiosidade natural do homem, o leva a explorar o ambiente que o cerca, observando, analisando, realizando experiências, procurando saber o porquê das coisas. Nesta atividade, exploradora e investigativa, o homem adquire conhecimentos. Muitos desses conhecimentos são usados para melhoria de sua vida.

O homem aprendeu a utilizar o fogo como fonte de luz e calor, a água para mover uma roda, o vapor de água para movimentar máquinas, o vento para movimentar o moinho e barcos a vela, dessa maneira atingiu um conhecimento tecnológico.

Por outro lado, essa curiosidade natural o leva a sistematizar os conhecimentos adquiridos, procurando saber como e porquê acontecem, fazer comparações e analogias, estabelecer relações de causa e efeito, que lhe permitam fazer previsões. Neste caso ele adquire um conhecimento científico dos fatos.

O Universo é constituído de Matéria e Energia.

Matéria

Se você observar o ambiente que o rodeia, notará coisas que pode pegar, como uma bola, lápis, caderno, alimentos, outras que pode ver, como a lua, as estrelas, e outras ainda que pode apenas sentir, como o vento, a brisa. Se você colocar algumas destas coisas em uma balança, perceberá que todas elas possuem uma quantidade de massa, medida em relação a um padrão pré-estabelecido.

Todas essas coisas que você observou, comparou e cuja quantidade você mediu, têm características comuns: ocupam lugar no espaço e têm massa.

Tudo que ocupa lugar no espaço e tem massa é matéria.

Energia

A energia é a capacidade de causar a mudança ou fazer o trabalho.

O calor que nos aquece, a luz do Sol, de outras estrelas ou das lâmpadas, são formas de energia. Todas as substâncias que formam os materiais que encontramos na Terra, na Lua, nos outros planetas, nos seres vivos, nos alimentos, nos objetos, são formas diferentes de matéria. Todos os seres vivos são feitos de matéria e precisam de energia para que seu organismo funcione, seja ele uma planta, uma bactéria ou um ser humano.

Em nossas atividades cotidianas precisamos de vários tipos de matéria e energia. Para nossa sobrevivência precisamos dos alimentos, para que estes nos forneçam energia para nossas funções vitais. Para o mais leve movimento que realizamos, como um piscar de olhos, precisamos de energia.

Além dos alimentos, precisamos de materiais para produzir todos os objetos, utensílios, ferramentas que utilizamos: como um abridor de latas, uma mesa, um copo, uma máquina de lavar roupa, um fogão a gás, um computador, um caminhão. Para que qualquer instrumento, máquina ou ferramenta funcione precisamos de algum tipo de energia, por exemplo, para que um computador funcione precisamos de energia elétrica, para o funcionamento de um abridor de latas precisamos da energia dos nossos músculos.

Além de massa e volume existem outras características comuns a toda matéria e são denominadas propriedades gerais.

Quando um ônibus arranca a partir do repouso, os passageiros tendem a deslocar-se para trás, resistindo ao movimento. Por outro lado, quando o ônibus já em movimento freia, os passageiros deslocam-se para frente, tendendo a permanecer com a velocidade que possuíam, isto é devido a uma outra característica da matéria, a inércia.

Inércia: é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação de seu estado de repouso ou de movimento.

É mais fácil empurrar um carro do que um caminhão, porque os corpos que apresentam maior inércia são aqueles que apresentam maior massa.

Peso: é a força de atração gravitacional que a Terra exerce sobre um corpo.

Todos os corpos abandonados próximos à superfície da Terra caem devido aos seus pesos, com velocidades crescentes, sujeitos a uma mesma aceleração, denominada aceleração da gravidade. A aceleração da gravidade é representada pela letra g.

A aceleração da gravidade varia de um local para outro, quanto mais distante do centro da Terra o corpo se encontrar, menor será a ação da atração gravitacional.

Na superfície da Terra, a aceleração da gravidade varia muito pouco e o valor desta é aproximadamente 9,8 m / s2,ou seja, a cada segundo a sua velocidade aumenta em 9.8 m/s.

Peso e massa de um corpo não são a mesma coisa, o peso de um corpo depende do valor local da aceleração da gravidade e a massa é a quantidade de matéria, além de ser uma propriedade exclusiva do corpo, não depende do local onde é medida.

Peso e massa estão relacionados entre si, o peso de um corpo é proporcional a sua massa.

p = mg

Cálculo do peso de um corpo na Terra, na Lua e no Espaço:

   Na Terra Na Lua No Espaço
Massa do corpo (m) 3 kg  3 kg  3 kg 
Aceleração da gravidade (g) 9,8 m/s2 1,6 m/s2 aproximadamente 0 m/s2
Peso (p = mg) p = 3 x 9,8 = 29,4 N p= 3 x 1,6 = 4,8 N aproximadamente 0 N

Observação: Peso é praticamente 0 N, porque a força gravitacional é mínima.

Um objeto na Lua, na Terra e no Espaço possuem a mesma massa, mas possuem peso muito diferentes, porque a ação da força de atração gravitacional da Lua é bem menor, equivalente a 1/6 da força gravitacional da Terra. E no espaço a aceleração da gravidade é quase inexistente.

Se o Super-Homem, viesse de um outro planeta no qual a força gravitacional fosse muito maior que a da Terra, ele daria saltos imensos, nos dando a impressão que estaria voando.

Na Lua seríamos como o super-homem, pois daríamos saltos tão altos que teríamos a sensação de estarmos voando.

Se em um copo completamente cheio com água você colocar uma pedra, notará que a água transbordará, isto ocorre em função de uma outra propriedade da matéria, denominada impenetrabilidade.

Impenetrabilidade: dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo.

Energia - O que é

O universo é feito de matéria e energia.

Matéria - qualquer coisa que tem massa e ocupa espaço - é bastante simples e fácil de entender, mas a energia é um pouco mais abstrato.

Na física, a energia é a capacidade de fazer o trabalho, ou a capacidade de mover-se ou provocar a transformação da matéria. Com efeito, a quantidade de energia algo tem se refere à sua capacidade de fazer as coisas acontecerem.

Energia tem algumas propriedades importantes. Por um lado, a energia é sempre "conservada" - que não pode ser criada ou destruída. Ela pode, no entanto, ser transferidos entre objetos ou sistemas pelas interações das forças. Por exemplo, a energia em vegetais é transferido para as pessoas que as digerem.

Outra propriedade da energia é que ela possui vária formas, e pode ser convertida de uma forma para outra. As duas formas mais comuns ou básicas de energia são energia cinética e energia potencial.

A energia cinética é a energia do movimento. A bola tem energia cinética quando ela voa através do ar - possui a capacidade de fazer trabalho uma vez que age sobre outros objetos com os quais colide.

Energia potencial é um tipo de energia armazenada que os objetos têm devido a sua posição ou configuração. Um copo em uma tabela possui energia potencial; se você bater o copo em cima da mesa, a gravidade irá acelerar o cálice, e sua energia potencial irá converter em energia cinética.

Muitos outros tipos de energia existem, incluindo elétrica, química, térmica e eletromagnética nuclear.

No início do século 20, os cientistas teorizaram que massa e energia estão intimamente ligados. Albert Einstein descreveu esta chamada equivalência massa-energia com a sua famosa equação E = mc2, onde "E" significa "energia", "m" significa "massa" e "c" é a velocidade da luz.

Energia - Definição

Medida da capacidade de um organismo ou sistema para fazer o trabalho ou produzir uma mudança, expressa geralmente em joules ou quilowatts-hora (kWh). Nenhuma atividade é possível sem energia e seu montante total no universo é fixo. Em outras palavras, não pode ser criado ou destruído, mas apenas pode ser mudado de um tipo para outro.

Os dois tipos básicos de energia são:

1) Potencial: energia associada com a natureza, posição ou estado (como a energia química, energia elétrica, energia nuclear).
2) Energia Cinética:
a energia associada com o movimento (como um carro em movimento ou uma roda giratória).

Matéria e Energia - Química

A Química estuda as transformações que envolvem matéria e energia.

A matéria

Denomina-se matéria tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço e, desse modo, possui volume. Podemos citar como exemplos de matéria a madeira, o ferro, a água, o ar e tudo o mais que imaginemos dentro da definição acima. A ausência total de matéria é o vácuo. Denomina-se corpo qualquer porção limitada de matéria, por exemplo uma tábua de madeira, uma barra de ferro, um cubo de gelo. Denomina-se objeto todo corpo que, devido à sua forma, se presta a determinada finalidade ou uso, como uma cadeira, uma faca ou um martelo.

Propriedades da matéria: Propriedades são uma série de características que, em conjunto, definem a espécie de matéria.

Podemos dividi-las em 3 grupos: gerais, funcionais e específicas.

1. Propriedades gerais

São as propriedades inerentes a toda espécie de matéria.

Massa: é a grandeza que usamos como medida da quantidade de matéria de um corpo ou objeto.
Extensão:
espaço que a matéria ocupa, seu volume.
Impenetrabilidade:
é o fato de que duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo espaço ao mesmo tempo.
Divisibilidade:
toda matéria pode ser dividida sem alterar a sua constituição (até um certo limite).
Compressibilidade:
o volume ocupado por uma porção de matéria pode diminuir sob a ação de forças externas.
Elasticidade
: se a ação de uma força causar deformação na matéria, dentro de um certo limite, ela poderá retornar à forma original.

2. Propriedades funcionais

São propriedades comuns a determinados grupos de matéria, identificadas pela função que desempenham. A Química se preocupa particularmente com estas propriedades. Podemos citar como exemplo de propriedades funcionais a acidez, a basicidade, a salinidade de algumas espécies de matéria.

3. Propriedades específicas

São propriedades individuais de cada tipo particular de matéria:

Organolépticas: são aquelas capazes de impressionar os nossos sentidos, como a cor, que impressiona a visão, o sabor e o odor, que impressionam o paladar e o olfato respectivamente, e a fase de agregação da matéria, que pode ser sólida (pó, pasta), líquida ou gasosa e que impressiona o tato.

Químicas: são propriedades responsáveis pelos tipos de transformação que cada matéria é capaz de sofrer. Por exemplo, o vinho pode se transformar em vinagre; o ferro pode se transformar em aço, mas o vinho não pode se transformar em aço nem o ferro em vinagre.

Físicas: são certos valores constantes, encontrados experimentalmente, para o comportamento de cada tipo de matéria, quando submetida a determinadas condições. Essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais adversas que sejam. Por exemplo: sob uma pressão de 1 atmosfera, a água passa de líquida para gasosa à temperatura de 100°C, sempre.

A energia

Denomina-se energia a capacidade de realizar trabalho e tudo que pode modificar a matéria, por exemplo, na sua posição, fase de agregação ou natureza química. Energia é também tudo o que pode provocar ou anular movimentos e causar deformações.

Há várias formas de energia: a energia mecânica, que engloba as energias potencial (de posição) e cinética (de movimento), a energia elétrica, a energia química, a energia nuclear e assim por diante.

Propriedades da energia: As propriedades fundamentais da energia são a transformação e a conservação.

1. A transformação

Uma forma de energia pode se transformar em:

Uma queda d'água pode ser usada para transformar energia potencial em energia elétrica.
A energia elétrica se transforma em luminosa quando acendemos uma lâmpada ou em energia térmica quando ligamos um aquecedor.
A energia química se transforma em elétrica quando acionamos a bateria de um carro, e assim por diante.

2. A conservação

A energia não pode ser criada ou destruída.

A Lei da Conservação da Energia diz: sempre que desaparece uma quantidade de uma classe de energia, uma quantidade exatamente igual de outra(s) classe(s) de energia é (são) produzida(s). Quando Albert Einstein formulou a Teoria da Relatividade, mostrou que a massa (portanto a matéria) pode se transformar em energia e que a energia pode se transformar em massa (matéria).

Fonte: www.livescience.com/educar.sc.usp.br/www.chem4kids.com

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