Os 7 Estados da Matéria

Até Einstein iria pirar!!! 

É pessoal sabe aquela história dos três estados físicos da matéria? Está ultrapassada. Desde 2003 considerava-se a existência de seis estados físicos possíveis para a matéria, agora já descobriram mais um. Com certeza com a evolução da ciência iremos descobrir novas formas de arranjo para a matéria o que é excelente, pois permite ao homem desenvolver novas técnicas de produção e transferência de energia, além de nos ajudar a entender melhor como é formado o universo.

Olha só os sete estados considerados até hoje:

 1º estado: No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

2º estado: No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

3º estado: No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.

4º estado: O Plasma (ou quarto estado da matéria) está presente principalmente nas televisões de LCD ou cristal líquido, ou ainda chamadas de “TVs de plasma”. Neste estado há uma certa “pastosidade” da substância, que permite uma maior e melhor resposta quando recebe informações decodificadas pelos feixes de luz emitidos pelos componentes da TV. É sabido que qualquer substância pode existir em três estados: sólido, líquido a gasoso, cujo exemplo clássico é a água que pode ser gelo, líquido a vapor. Todavia há muito poucas substâncias que se encontram nestes estados, que se consideram indiscutíveis a difundidos, mesmo tomando o Universo no seu conjunto. É pouco provável que superem o que em química se considera como restos infinitamente pequenos. Toda a substância restante do universo subsiste no estado denominado plasma. 

5º estado: O Condensado de Bose-Einstein é o quinto estado da matéria, e é obtido quando a temperatura chega a ser tão baixa que as moléculas entram em colapso. O condensado de Bose-Einstein é uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo.

6º estado: Gás Fermiônicodiferentemente do condensado de Bose-Einstein nesse estado as partículas apesar de estarem a baixissimas temperaturas ainda se comportam isoladamente, ou seja, as partículas são solitárias e não se comportam como um condensado perfeito (completamente unidas).

7º estado: Superfluido de polaritons. Trata-se de um material sólido preenchido com uma série de partículas de energia conhecidas como polaritons. Os polaritons foram aprisionados e tiveram sua velocidade diminuída no interior do novo material. Este estado da matéria até agora desconhecido, introduz um método radicalmente novo tanto para mover energia de um ponto a outro, quanto para gerar um feixe de luz coerente - um laser - utilizando uma quantidade muito pequena de energia.

É queridos, a cada dia avançamos mais na busca de novos conhecimentos, e com isso devemos interagir cada vez mais com o mundo que nos cerca e tentar entender todos os fenômenos que acontecem à nossa volta. Considerando esses últimos estados da matéria onde as partículas se mostram muito agregadas tente responder (associando a física e a química que estudamos), como nesses estados a condução de eletricidade é maus intensa?

HÁ QUEM DIGA QUE SÃO 15 OS ESTADOS, VAI SABER.

1. - sólido
2. - sólido amorfo
3. - líquido
4. - gasoso
5. - plasma
6. - superfluido
7. - supersólido
8. - matéria degenerada
9. - neutrónio
10. - matéria fortemente simétrica
11. - matéria fracamente simétrica
12. - plasma quark-guón
13. - condensado fermiónico
14. - condesado de Bose-Einstein
15. - matéria estranha.

TIRINHA DO DIA 

CURIOSIDADE DO DIA

O que aconteceria ao corpo em uma viagem à velocidade da luz?

Sinto muito capitão Kirk, mas nada de se aproximar da velocidade da luz

É um dos maiores sonhos da humanidade, conseguir viajar anos-luz para chegar às estrelas e planetas distantes do nosso sistema solar. Para esse propósito, precisaríamos de uma nave que viajasse a uma velocidade absurdamente alta para chegar aos nossos vizinhos - algo próximo da velocidade da luz. Contudo, se os astronautas têm que passar por duro treinamento para aguentar a velocidade dos foguetes que saem do nosso planeta, o que aconteceria ao nosso corpo se viajássemos a 300 mil km/s (ou mais de 1 bilhão de km/h)?

 O espaço interestelar é praticamente vazio. Para cada centímetro cúbico, os cientistas acreditam que exista cerca de dois átomos de hidrogênio - no mesmo espaço, no ar da Terra, há cerca de 30 bilhões de átomos do mesmo elemento. Contudo, em entrevista à New Scientist, o cientista William Edelstein, da Universidade de Medicina John Hopkins, em Baltimore, nos Estados Unidos, diz que esse gás escasso pode fazer mais mal em uma viagem próxima à velocidade da luz do que um ataque romulano aos tripulantes da espaçonave Enterprise - da série Star Trek.

Baseado na teoria da relatividade de Albert Einstein, se acredita que o hidrogênio que está no espaço interestelar seria transformado em uma intensa radiação que poderia, em segundos, matar os tripulantes e destruir os equipamentos eletrônicos. Segundo Edelstein, a 99,999998% da velocidade da luz, os átomos do gás gerariam uma energia de 7 teraelectron volts - a mesma energia que os prótons do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês). "Para a tripulação, seria como estar de frente ao raio do LHC", diz Edelstein.

O casco da espaçonave até poderia prover uma pequena proteção. Segundo Edelstein, uma camada de 10 cm de alumínio poderia absorver menos de 1% da energia. Ele afirma que, como os átomos de hidrogênio tem apenas um próton no núcleo, estes poderiam expor a tripulação a uma perigosa radiação ionizante que quebraria os elos químicos e danificaria o DNA. "Os átomos de hidrogênio são minas espaciais inevitáveis", diz o cientista.

A dose fatal de radiação para humanos é 6 sieverts. Edelstein calcula que a tripulação de uma espaçonave próxima à velocidade da luz receberia o equivalente a 10 mil sieverts em apenas um segundo, o que também enfraqueceria a estrutura da nave e danificaria os eletrônicos.

O cientista ainda especula que essa seria uma boa razão para acreditar que os ETs não chegaram ao nosso planeta. Segundo Edelstein, se um alienígena foi capaz de construir uma espaçonave que viaja à velocidade da luz, neste momento ele está morto, dentro da estrutura enfraquecida e com os sistemas de navegação quebrados.

CARICATURA DO DIA

Acompanhe o Professor em 2016

Segundo ano do Ensino Médio

Programação 2016 - 1º Semestre
 
02/02 - 01ª aula: Termometria (I).
16/02 - 02ª aula: Termometria (II).
02/03 - 03ª aula: Dilatação térmica dos sólidos.
09/03 - 04ª aula: Dilatação térmica dos líquidos.
16/03 - 05ª aula: Calorimetria (I). 
23/03 - 06ª aula: Calorimetria (II).
30/03 - 07ª aula: Calorimetria (III).
06/04 - 08ª aula: Mudanças de fase (I).
13/04 - 09ª aula: Mudanças de fase (II).

20/04 - 10ª aula: Mudanças de fase (III).
27/04 - 11ª aula: Propagação do calor (I)
04/05 - 12ª aula: Propagação do calor (II).
11/05 - 13ª aula: Estudo dos gases (I).
18/05 - 14ª aula: Estudo dos gases (II).
25/05 - 15ª aula: Estudo dos gases (III).01/06 - 16ª aula: Termodinâmica (I).
08/06 - 17ª aula: Termodinâmica (II).
15/06 - 18ª aula: Termodinâmica (III).
22/06 - 19ª aula: Termodinâmica (IV).
29/06 - Simulado. (Matéria: Termologia )

Exercícios de Termologia

1. (Unesp 2014)  O gráfico representa, aproximadamente, como varia a temperatura ambiente no período de um dia, em determinada época do ano, no deserto do Saara. Nessa região a maior parte da superfície do solo é coberta por areia e a umidade relativa do ar é baixíssima.

A grande amplitude térmica diária observada no gráfico pode, dentre outros fatores, ser explicada pelo fato de que

a) a água líquida apresenta calor específico menor do que o da areia sólida e, assim, devido a maior presença de areia do que de água na região, a retenção de calor no ambiente torna-se difícil, causando a drástica queda de temperatura na madrugada.   

b) o calor específico da areia é baixo e, por isso, ela esquenta rapidamente quando ganha calor e esfria rapidamente quando perde. A baixa umidade do ar não retém o calor perdido pela areia quando ela esfria, explicando a queda de temperatura na madrugada.   

c) a falta de água e, consequentemente, de nuvens no ambiente do Saara intensifica o efeito estufa, o que contribui para uma maior retenção de energia térmica na região.   

d) o calor se propaga facilmente na região por condução, uma vez que o ar seco é um excelente condutor de calor. Dessa forma, a energia retida pela areia durante o dia se dissipa pelo ambiente à noite, causando a queda de temperatura.   

e) da grande massa de areia existente na região do Saara apresenta grande mobilidade, causando a dissipação do calor absorvido durante o dia e a drástica queda de temperatura à noite.   

  

  

2. (Cefet MG 2014) 

Na construção dos coletores solares, esquematizado na figura acima, um grupo de estudantes afirmaram que o tubo

I. é metálico;

II. possui a forma de serpentina;

III. é pintado de preto;

IV. recebe água fria em sua extremidade inferior.

E a respeito da caixa dos coletores, afirmaram que

V. a base e as laterais são revestidas de isopor;

VI. a tampa é de vidro.

Considerando-se as afirmações feitas pelos estudantes, aquelas que favorecem a absorção de radiação térmica nesses coletores são apenas

a) I e V.   

b) II e III.   

c) II e V.   

d) III e VI.   

e) IV e V.   

  

3. (Unifor 2014)  Para diminuir os efeitos da perda de calor pela pele em uma região muito “fria” do país, Gabrielle realizou vários procedimentos. Assinale abaixo aquele que, ao ser realizado, minimizou os efeitos da perda de calor por irradiação térmica.

a) Fechou os botões das mangas e do colarinho da blusa que usava.   

b) Usou uma outra blusa por cima daquela que usava.   

c) Colocou um gorro, cruzou os braços e dobrou o corpo sobre as pernas.   

d) Colocou um cachecol de lã no pescoço e o enrolou com duas voltas.   

e) Vestiu uma jaqueta jeans sobre a blusa que usava.   

  

4. (Uel 2013)  O cooler, encontrado em computadores e em aparelhos eletroeletrônicos, é responsável pelo resfriamento do microprocessador e de outros componentes. Ele contém um ventilador que faz circular ar entre placas difusoras de calor. No caso de computadores, as placas difusoras ficam em contato direto com o processador, conforme a figura a seguir. 

 Sobre o processo de resfriamento desse processador, assinale a alternativa correta.

a) O calor é transmitido das placas difusoras para o processador e para o ar através do fenômeno de radiação.   

b) O calor é transmitido do ar para as placas difusoras e das placas para o processador através do fenômeno de convecção.   

c) O calor é transmitido do processador para as placas difusoras através do fenômeno de condução.   

d) O frio é transmitido do processador para as placas difusoras e das placas para o ar através do fenômeno de radiação.   

e) O frio é transmitido das placas difusoras para o ar através do fenômeno de radiação.   

  

5. (Enem 2013)  Em um experimento foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente.

A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi

a) igual no aquecimento e igual no resfriamento.   

b) maior no aquecimento e igual no resfriamento.   

c) menor no aquecimento e igual no resfriamento.   

d) maior no aquecimento e menor no resfriamento.   

e) maior no aquecimento e maior no resfriamento.   

6. (Uel 2015)  Analise o gráfico a seguir, que representa uma transformação cíclica ABCDA de 1 mol de gás ideal.

a) Calcule o trabalho realizado pelo gás durante o ciclo ABCDA

b) Calcule o maior e o menor valor da temperatura absoluta do gás no ciclo (considere R= 8 J/mol K Justifique sua resposta apresentando todos os cálculos realizados.

  

 7. (Upe 2014)  Na figura a seguir, temos um êmbolo de massa M que se encontra em equilíbrio dentro de um recipiente cilíndrico, termicamente isolado e que está preenchido por um gás ideal de temperatura T.

 Acima do êmbolo, o volume de gás é quatro vezes maior que o abaixo dele, e as massas de cada parte do gás bem como suas temperaturas são sempre idênticas. Se o êmbolo tiver sua massa dobrada e não houver variações  nos volumes e nas massas de cada parte do gás, qual é a relação entre a nova temperatura, T’, e a anterior de maneira que ainda haja equilíbrio? Despreze o atrito. 

a) T’ = 3T/4    

b) T’ = T/2    

c) T’ = T   

d) T’ = 2T    

e) T’ = 4T   

  

8. (Uece 2014)  Seja um recipiente metálico fechado e contendo ar comprimido em seu interior. Considere desprezíveis as deformações no recipiente durante o experimento descrito a seguir: a temperatura do ar comprimido é aumentada de 24 °C para 40 °C. Sobre esse gás, é correto afirmar-se que 

a) sua pressão permanece constante, pois já se trata de ar comprimido.    

b) sua pressão aumenta.    

c) sua energia interna diminui, conforme prevê a lei dos gases ideais.    

d) sua energia interna permanece constante, pois o recipiente não muda de volume e não há trabalho realizado pelo sistema.    

  

9. (Pucrj 2010)  Uma quantidade de gás passa da temperatura de 27^oC = 300K a 227^oC = 500K, por um processo a pressão constante (isobárico) igual a 1 atm = 1,0 x 10⁵ Pa.

a) Calcule o volume inicial, sabendo que a massa de gás afetada foi de 60 kg e a densidade do gás é de 1,2 kg/m³.

b) Calcule o volume final e indique se o gás sofreu expansão ou contração.

c) Calcule o trabalho realizado pelo gás.

10. (Ufpe 2013)  Um gás ideal passa por uma transformação termodinâmica em que sua pressão dobra, seu número de moléculas triplica, e seu volume é multiplicado por um fator de 12. Nessa transformação, qual a razão entre as temperaturas absolutas final e inicial do gás? 

  

11. (Ufes 2015)  A figura abaixo apresenta um conjunto de transformações termodinâmicas sofridas por um gás perfeito. Na transformação 1 - 2 são adicionados 200 J de calor ao gás, levando esse gás a atingir a temperatura de 600 C no ponto 2 A partir desses dados, determine

a) a variação da energia interna do gás no processo 1 - 2

b) a temperatura do gás no ponto 5

c) a variação da energia interna do gás em todo o processo termodinâmico 1 - 5 

12 . TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

O gráfico representa, em um processo isobárico, a variação em função do tempo da temperatura de uma amostra de um elemento puro cuja massa é de 1kg observada durante 9 minutos.

 A amostra está no estado sólido a 0 C no instante  t = 0 e é aquecida por uma fonte de calor que lhe transmite energia a uma taxa de 2000 J/min supondo que não haja perda de calor.  O processo que ocorre na fase sólida envolve um trabalho total de 0,1Kj . Determine  Nessa fase, a variação da energia interna da amostra .

  

13. (Uern 2013)  A variação da energia interna de um gás perfeito em uma transformação isobárica foi igual a 1200 J. Se o gás ficou submetido a uma pressão de 50 N/m² e a quantidade de energia que recebeu do ambiente foi igual a 2000 J, então, a variação de volume sofrido pelo gás durante o processo foi

a) 10 m³.              b) 12 m³.                c) 14 m³.                d) 16 m³.   

  

14. (Uem 2012)  Um cilindro com pistão, contendo uma amostra de gás ideal, comprime a amostra de maneira que a temperatura, tanto do cilindro com pistão quanto da amostra de gás ideal, não varia. O valor absoluto do trabalho realizado nessa compressão é de 400 J. Sobre o exposto, assinale o que for correto.

01) O trabalho é positivo, pois foi realizado sobre o gás.   

02) A transformação é denominada adiabática.   

04) A energia interna do gás aumentou, pois este teve seu volume diminuído.   

08) O gás ideal cedeu uma certa quantidade de calor à vizinhança.   

16) A quantidade de calor envolvida na compressão de gás foi de 200 J.   

  

Gabarito:  

Resposta da questão 1:
 [B]

O calor específico sensível representa uma espécie de "resistência" do material, ou da substância, à variação de temperatura. Assim, devido ao baixo calor específico, a temperatura da areia varia rapidamente quando recebe ou cede calor. Relativamente à areia, a água tem alto calor específico; havendo pouco vapor d’água na atmosfera, não há um regulador térmico para impedir a grande amplitude térmica.  

Resposta da questão 2:
 [B]

[I] O tubo metálico é para favorecer a condução do calor para a água.

[II] O tubo em forma serpentina aumenta o comprimento, favorecendo a absorção.

[III] O tubo pintado de preto favorece a absorção.

[IV] A água fria entra por baixo para haver convecção.

[V] O isolamento é para evitar condução.

[VI] O vidro é para evitar a condução para o meio externo.  

Resposta da questão 3:
 [C]

A irradiação depende da temperatura do corpo e da área de exposição. Cruzando os braços e dobrando o corpo sobre as pernas, ela diminuiu essa área de exposição.  

Resposta da questão 4:
 [C]

O processador e as placas difusoras estão em contato, portanto a transmissão do calor se dá por condução.  

Resposta da questão 5:
 [E]

Em relação à garrafa pintada de branco, a garrafa pintada de preto comportou-se como um corpo  melhor absorsor durante o aquecimento e melhor emissor durante o resfriamento, apresentando, portanto, maior taxa de variação de temperatura durante todo o experimento.  

Resposta da questão 6:

40J, 11,25K e 1,25K

Resposta da questão 7:

D

Resposta da questão 8:

B

Resposta da questão 9:

50, 83,3 , 3,3x106

Resposta da questão 10:

8

Resposta da questão 11:

200J, 60C, 200J

Resposta da questão 12:

08