Os estados físicos da matéria

Há muitas discussões sobre quantos estados da matéria existem, porém as versões mais populares atualmente são de que a matéria somente tem três estados: sólido, líquido e gasoso. Mas há também outros que, ou são intermediários ou pouco conhecidos. Por exemplo: os vapores, que nada mais são uma passagem do estado líquido para o gasoso na mesma fase em que o gás, porém quando está em estado gasoso, não há mais possibilidade de voltar diretamente ao estado líquido; já quando em forma de vapor, pode ir ao estado líquido, desde que exista as trocas de energia necessárias para tal fato. Por isto que diz comumente "vapor d´água".


Se colocarmos os estados físicos da matéria em ordem crescente, conforme a quantidade de energia que cada um possui, teremos:

Condensado de Bose-Einstein → Sólido → Líquido → Gasoso → Plasma      

O Plasma é o estado em que a maioria da matéria se encontra no universo. 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. Sabe-se que qualquer substância pode existir em três estados: sólido, líquido e gasoso, cujo exemplo clássico é a água que pode ser gelo, água em estado líquido e vapor de água. Todavia há pouquíssimas 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.

O Plasma emite luz sempre que entra em contato com alguma excitação elétrica e campos magnéticos. As auroras polares são um exemplo típico deste fenômeno. Também pode ser vista nas descargas atmosféricas da ionosfera.

As auroras Autral e Boreal, são plasmas naturais e ocorrem nas altas latitudes do nosso planeta. É proviniente da luminescência visível resultante da excitação de átomos e moléculas da atmosfera, quando bombardeados por partículas carregadas expelidas do sol e defletidas pelo campo geomagnético. 

O video a  seguir demonstra a ORIGEM DA AURORA BOREAL

 

 

No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e as posições relativas das suas partículas. É um estado da matéria, cujas características são ter volume e forma definidos, isto é, a matéria resiste à deformação. Dentro de um sólido, os átomos ou as moléculas estão relativamente próximos, ou "rígidos". Mas isto não evita que o sólido se deforme ou comprima. Na fase sólida da matéria, os átomos têm uma ordenação espacial fixa, mas uma vez que toda a matéria tem alguma energia cinética, até os átomos do sólido mais rígido movem-se ligeiramente, num movimento "invisível”. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.

No estado líquido, o corpo mantém a sua quantidade de matéria e o seu volume, ou seja, a forma e posição relativa das suas partículas é variável. Em outras palavras o estado líquido é um estado da matéria no qual a distância entre suas moléculas é suficiente para se adequar a qualquer meio (tomando sua forma), porém sem alterar o volume. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.

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.

 

O condensado de bose-einstein possui características, de ambos, estado sólido e estado líquido, como supercondutividade e super-fluidez, porém, é encontrado em temperaturas extremamente baixas (próximas ao zero absoluto – 273,15ºC), o que faz com que suas moléculas entrem em colapso. É particularmente estudado na área da mecânica quantica.

O condensado fermiônico também possui características de ambos.

O Superfluido de Polaritons é um estado novo

 

 

Diagrama de fases

 

Fases ou estados da matéria  são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. O estado físico tem a relação com a velocidade do movimento das partículas de uma determinada substância. Canonicamente e segundo o meio em que foram estudados, são três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o condensado de bose-einstein ou o plasma são estudados em níveis mais avançados de física. As características de estado físico são diferentes em cada substância e depende da temperatura e pressão na qual ela se encontra.

 

Mudanças de fase

Como a cada uma das fases de uma substância corresponde determinado tipo de estrutura corpuscular, há vários tipos de mudanças de estruturas dos corpos quando muda a fase, ou de estado de aglomeração, da substância que são feitos. A mudança de fases ocorre conforme o diagrama de fase da substância. Mudando a pressão ou a temperatura do ambiente onde um objeto se encontra, esse objeto pode sofrer mudança de fase.

• Fusão - mudança do estado sólido para o líquido.Existem dois tipos de fusão:

Gelatinosa - derrete todo por igual; por exemplo o plástico.

Cristalina - derrete de fora para dentro; por exemplo o gelo.

• Vaporização- mudança do estado líquido para o gasoso. Existem três tipos de vaporização:

Evaporação - as moléculas da superfície do líquido tornam-se gás em qualquer temperatura.

Ebulição - o líquido está na temperatura de ebulição e fica borbulhando, recebendo calor e tornando-se gás.

Calefação - o líquido recebe uma grande quantidade de calor em período curto e se torna gás rapidamente.

• Condensação - mudança de estado gasoso para líquido (inverso da Vaporização).
• Solidificação - mudança de estado líquido para o estado sólido (inverso da Fusão).
• Sublimação -  um corpo pode ainda passar diretamente do estado sólido para o gasoso.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
• Ressublimação - mudança direta do estado gasoso para o sólido (inverso da Sublimação).
• Ionização - mudança de estado gasoso para o estado plasma.
• Desionização - mudança de estado plasma para estado gasoso (inverso de Ionização).