Matéria e energia

Matéria é tudo que tem massa e volume, ocupando assim um lugar no espaço, desta forma podemos afirmar que o ar, os metais, a água, a grama, as árvores, as pessoas, os animais, a madeira, o ferro, a areia, o ouro, os planetas e até as estrelas são exemplos de matéria. Toda matéria é feita de átomos, que são partículas muito pequenas.

Energia é a capacidade de realizar um trabalho, movimento ou ação. Tudo o que pode modificar a matéria, como por exemplo, na sua posição, fase de agregação e natureza química. A energia é tudo o que pode provocar ou até mesmo anular movimentos, inclusive causar deformações. Existem vários tipos de energia, um exemplo, seria na forma de calor do sol, chamada de energia térmica.

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Relação entre matéria e energia

Matéria e energia estão inseparavelmente relacionadas, afinal cada objeto contém algum tipo de energia, porém a ideia de energia de um modo geral não apresenta muito significado se não puder ser descrita em termos da substância com a qual está associada, como por exemplo, a energia térmica não existe no vácuo perfeito, e a energia elétrica, reside em particular ou objetos. Einstein explicou a relação entre matéria e energia em 1905, através da fórmula, E = mc², significando:

E – unidades de energia;

m – massa;

c – velocidade da luz;

A formula estabelece uma proporcionalidade entre massa e energia, nos mostrando que quando uma cresce a outra também aumenta, e quando uma diminui a outra decresce. Como exemplo podemos usar 3 x 10⁸ m/s como velocidade da luz, a massa de um quilograma é equivalente a: 1 kg.(3 x 10⁸ m/s)², ou 9 x 10⁸ J.

Classificação dos sistemas

Sistema aberto: capacidade de trocar tanto matéria quanto energia com o meio ambiente, por exemplo, água em um recipiente aberto (a água absorve a energia térmica do ambiente e parte da água sofre evaporação).

Sistema fechado: capacidade de trocar energia com o meio ambiente, o sistema pode ser aquecido ou resfriado, porém sua quantidade de matéria não varia, como exemplo, um refrigerante fechado.

Sistema isolado: não troca matéria nem energia com o sistema, um exemplo aproximado, podemos citar a garrafa térmica. Em tese não existe um sistema completamente isolado.

Propriedades da matéria

Propriedades são determinadas características que vão definir a espécie de matéria. Podem ser divididas em três grupos: gerais, funcionais e específicas.

• Propriedades Gerais: são inerentes a toda espécie de matéria.
• Massa: mede a quantidade de matéria;
• Extensão: é o espaço que a matéria ocupa, o seu volume.
• Inércia: propriedade que mantém os corpos em estado de movimento ou repouso inalterado, a não ser que alguma força interfira e modifique esse estado.
• Impenetrabilidade: duas porções de matéria não podem ocupar o mesmo lugar no espaço, simultaneamente.
• Divisibilidade: toda matéria pode ser dividida, até um certo limite que chamamos de átomos. Até o átomo é possível realizar a divisão sem alterar a sua constituição.
• Compressibilidade: sob a ação de forças externas, o volume de uma porção de matéria pode diminuir.
• Elasticidade: dentro de um limite, uma ação de forma pode causar deformação da matéria, e assim que a força parar de agir, a mesma matéria retornará a sua forma original.
• Porosidade: existem espaços (poros) entre as partículas de determinada matéria, tornando-a mais ou menos densa.

Propriedades funcionais

Em determinados grupos de matéria, são identificados pela função que desempenham, por exemplo: bases, ácidos, sais, álcoois, óxidos, aldeídos, cetonas, entre outros.

Propriedades específicas

São propriedades individuais, de cada tipo de matéria, podem ser: organolépticas, químicas ou físicas.

• Organolépticas: são propriedades que impressionam nossos sentidos, como por exemplo, cor, visão, sabor, paladar, odor, olfato, tato e até mesmo sua fase de agregação da matéria (sólido, líquido, gasoso, pastoso, pó). Exemplo: água pura, inodora, incolor e líquida em temperatura ambiente.
• Químicas: responsável pelo tipo de transformação que cada matéria pode sofrer, reagindo a cada substância. Exemplo: oxidação do ferro.
• Físicas: certos valores encontrados experimentalmente para o comportamento de cara tipo de matéria, quando submetidas a determinadas condições, essas condições não alteram a constituição da matéria, por mais diversas que possam ser.