Estados da Matéria
Já alguma vez te perguntaste porque é que o gelo é rígido, a água escorre pelos dedos e o vapor desaparece no ar? A resposta está numa escala que não consegues ver: as moléculas.
O que são moléculas?
Toda a matéria é feita de partículas microscópicas chamadas moléculas — grupos de átomos ligados entre si. A molécula de água, por exemplo, é \text{H}_2\text{O — dois hidrogénios e um oxigénio.
O que distingue o gelo da água não são moléculas diferentes. É a energia que essas moléculas têm — e quanto se movem.
Uma gota de água contém cerca de 1.7 × 10²¹ moléculas — mais moléculas do que grãos de areia em todas as praias da Terra.
A Simulação
Na caixa abaixo estão moléculas de oxigénio (O₂). Usa os controlos para alterar a temperatura e o volume e observa o que acontece.
Os três estados
A Lei dos Gases Perfeitos
Para um gás, existe uma relação matemática precisa entre pressão, volume e temperatura:
Onde:
- P = pressão (Pa)
- V = volume (m³)
- n = quantidade de substância (mol)
- R = constante dos gases perfeitos ≈ 8.314 J/(mol·K)
- T = temperatura (Kelvin)
Resumo
Os três estados da matéria diferem apenas no nível de energia das moléculas:
- Sólido → pouca energia, moléculas presas em rede
- Líquido → energia intermédia, moléculas livres mas próximas
- Gasoso → muita energia, moléculas livres e separadas
A temperatura é a chave: é ela que determina quanto se movem.
No próximo tópico, exploramos as mudanças de estado — fusão, evaporação, condensação — e porque é que a água precisa de tanto calor para ferver.