OS ESTADOS DA MATÉRIA
Autor: Maria Fernanda Abreu | Publicado: 2012-09-11T13:02:00-07:00






A trindade da matéria: sólido, líquido e 
gasoso









&nbsp; &nbsp; &nbsp; Esses são sem dúvidas os mais conhecidos de todos os estados da matéria. São 
também os únicos estados possíveis no planeta Terra sem que haja interferência 
humana. Estes estados da matéria são responsáveis pela formação de vida na Terra 
e de todas as outras coisas que nela existem.




&nbsp; &nbsp; &nbsp; Começaremos explicando o estado sólido. Este estado, assim como os outros, 
possui propriedades especiais que o classificam como um estado da matéria. Uma 
de suas principais características é ter forma e volume bem definidos. Segundo a física atual dizemos &nbsp;que um sólido verdadeiro&nbsp;possui partículas coesas e arranjo cristalino.






Quartzo - estrutura cristalina






&nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;Dentro desse conceito, o vidro, por exemplo, não é considerado sólido e, sim, líquido. As partículas que formam o vidro não se dispõem de forma organizada, o que significa que o vidro não tem estrutura cristalina; além disso, ele não é formado por uma única substância. Consequentemente um vidro à temperatura ambiente pode ser considerado como um líquido super viscoso que demora anos para escoar: os vidros muito antigos apresentam abaulamento na parte inferior, pois escorrem para baixo ao longo do tempo.





&nbsp; &nbsp; &nbsp; O estado líquido da matéria apresenta apenas volume definido e a forma seria a do recipiente por ele ocupado, ou seja, um líquido é constituído por partículas coesas porém desorganizadas, com maior mobilidade que as dos sólidos.&nbsp;Graças a essas propriedades que a água, por exemplo, escapa por 
nossas mãos ao tentarmos pegá-la, pois são independentes umas das outras, o que 
lhes possibilita escapar por entre nossos dedos.







&nbsp; &nbsp; &nbsp;O estado gasoso, por sua vez, não apresenta volume e nem forma definidos.&nbsp;Os gases são os estados que menos possuem moléculas por unidade de espaço. 
Por isso não podemos pegar um punhado de ar ou qualquer outro gás. &nbsp;Situações extremas com gases fazem com que estes se 
tornem um outro estado da matéria, que veremos a seguir.











Plasma




&nbsp; &nbsp; &nbsp; O plasma é tido como o quarto estado da matéria. Começou a ser estudado por 
Michael Faraday em 1830 mas estudos experimentais e teóricos avançados só foram 
feitos de forma concreta no século seguinte.

&nbsp; &nbsp; &nbsp;Conhecido também como o principal componente das estrelas e dos raios, o 
plasma é obtido através do superaquecimento de gases.&nbsp;




O Sol - uma esfera de plasma




&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Com o aumento da temperatura os átomos se dissociam, isto é, os elétrons escapam da atração eletrostática que os núcleos exercem sobre&nbsp; eles. O gás torna-se&nbsp;constituído&nbsp;de elétrons e núcleos separados e não mais de átomos inteiros como nos gases comuns. O plasma é, portanto, o estado da matéria&nbsp; em que os átomos foram desmanchados&nbsp; pelo efeito das altíssimas temperaturas, constituindo-se num conjunto eletricamente condutor de partículas carregadas.


&nbsp;&nbsp;&nbsp; Hoje, sabemos que o plasma&nbsp; é uma forma de matéria muito abundante no Universo,&nbsp;&nbsp; correspondendo a 99%&nbsp; da matéria disponível e observável. Por ser condutor e responder a campos elétricos e magnéticos, e ainda ser uma fonte eficiente de radiação, o plasma pode ser&nbsp; utilizado em inúmeras aplicações tecnológicas.

&nbsp;&nbsp;&nbsp; Em nossas casas, encontramos como exemplo da utilização de plasma alguns eletrodomésticos bastante usuais como as lâmpadas fluorescentes e os monitores de computador e TV.&nbsp;



OBS:O plasma das estrelas é formado de uma forma diferente da que os cientistas utilizam para criar plasma aqui na Terra. Nas estrelas, o calor e as colisões das partículas ocorrem devido a enorme pressão da estrela, criada pela sua enorme força gravitacional. A pressão força o gás a se comprimir e obriga os átomos a colidirem.&nbsp;






Condensado de Bose-Einstein




&nbsp; &nbsp; &nbsp; O estado chamado Condensado de Bose-Einstein é sem dúvida um estado da 
matéria extremamente exótico com propriedades que desafiam o senso comum. Seu 
nome foi dado em homenagem a Albert Einstein, que em 1925 realizou estudos sobre 
o estado de sistemas quânticos submetidos a temperaturas próximas ao zero 
absoluto (-273.15 °C), e Satyendra Nath Bose cujo trabalho na área foi 
incorporado ao de Einstein possibilitando assim a criação desse estado da 
matéria.



&nbsp; &nbsp; &nbsp; Suponhamos, por exemplo, um recipiente com gás. Os átomos e consequentemente 
as moléculas irão se mover no espaço do recipiente com certa velocidade, 
determinada principalmente pela temperatura do gás. Com os conhecimentos já 
adquiridos sobre os demais estados da matéria sabemos que se resfriarmos o gás 
ele primeiro se tornaria líquido e logo em seguida sólido. Mas, imagine agora um 
resfriamento que não seja interrompido até que não haja mais como diminuir a 
temperatura, ou seja, chegar ao zero absoluto nas escalas de temperatura. Nesse 
ponto, a matéria age de forma estranha. Os átomos alcançam o menor estado 
possível de energia na natureza e não possuem mais velocidade. O resultado é que 
os átomos se empilham e ficam em repouso, sem fazer nada. Nesta situação, segundo Einstein, a matéria comum pode se comportar como a luz.




&nbsp; &nbsp; &nbsp; Essa
previsão foi demonstrada em laboratório somente agora — uma proeza de dois
físicos americanos, Carl Wieman, da Universidade do Colorado, e Eric Cornell,
do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, também no estado do Colorado.
Eles tiveram de criar um frio extremo, uma das situações em que o quinto estado
surge. Usando uma minúscula amostra de apenas 2 000 átomos de rubídio, um metal
prateado sem uso comercial, bateram todos os recordes de resfriamento. Quase
alcançaram o zero absoluto, que corresponde a 273 graus Celsius abaixo de zero.
Se a marca fosse atingida, os átomos estariam totalmente parados. Mas, embora
seja impossível atingir o zero absoluto, o rubídio chegou muito, muito perto:
ficou apenas 150 bilionésimos de grau acima da imobilidade total. Então, foi
como se os átomos se desmanchassem, porque deixaram de agir como partículas e
adotaram o comportamento de uma onda luminosa.








Superfluido


&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;O estado superfluido era desconhecido na física até 1937 quando Pyotr 
Leonidovich Kapitsa, um físico russo, descobriu a superfluidez ao congelar o gás 
hélio a 2,7K (Kelvin, escala de temperatura). O nome que este estado recebeu é 
um tanto quanto estranho, mas não está exagerado ou equivocado de forma alguma. 
Na realidade, representa com fidelidade as incríveis propriedades desse estado 
da matéria. O estado está intimamente ligado ao condensado de 
Bose-Einstein, pois os superfluidos obedecem a chamada estatística de 
Bose-Einstein o que faz com que as partículas obtenham manifestações 
macroscópicas devido a sua condensação quântica. Isso significa que as 
propriedades quânticas do material podem ser observadas na escala 
macroscópica.

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; No estado superfluido os átomos estão no mesmo estado quântico, o 
que possibilita fenômenos interessantes. Uma das coisas notadas nos 
superfluidos é que sua viscosidade é zero ou muito próxima a zero. Mas porque 
isso torna o superfluido algo especial? Essa propriedade faz com que, quando 
derramado em um copo, o superfluido suba pelo copo e caia na mesa no qual este 
está apoiado. Sim, isso mesmo o superfluido “escala” as bordas do copo.



&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Outro fenômeno interessante é a capacidade deste estado da matéria em 
transportar calor de forma rápida. Nos estados da matéria que estamos habituados 
(sólido, líquido e gasoso) o calor é normalmente transportado de forma lenta. 
Percebemos isso quando, por exemplo, vamos nos deitar em um dia frio e demoramos 
para nos esquentarmos debaixo da coberta. Se fossemos feitos de superfluidos, 
iriamos esquentar em segundos. Isso ocorreria porque os líquidos que possuem a 
chamada superfluidez têm a propriedade de disseminar calor de forma extremamente 
rápida. Essa propriedade se utilizada de forma correta pode possibilitar enormes 
avanços tecnológicos, em especial em áreas como indústria.

Fontes de alguns trechos:&nbsp;Dieguez, F. A última cartada de\Einstein. Superinteressante, S.P.: Abril, n.99, p.46-47, dez.1995

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;http://likeaphysicist.wordpress.com/