Matéria e Energia Materia: é qualquer coisa ou é tudo que tem massa e ou ocupa uma espaço Exemplo: Ouro, carne, a água. Não são as - radiações eletromagnéticas.

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1 Matéria e Energia Materia: é qualquer coisa ou é tudo que tem massa e ou ocupa uma espaço Exemplo: Ouro, carne, a água. Não são as - radiações eletromagnéticas ( Luz) nem a justiça Estados da Matéria: Sólido ( forma rígida) Líquida ( fluidos) Gás ( fluidos) O termo vapor é utilizado para indicar que aquelas substancias que estão no estado sólido o líquido passam a gás 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 5

2 Os átomos ficam um perto do outro O sólido é Rígido porque os átomos não podem se mover facilmente, porem não ficam imóveis. Os átomos e moléculas apresentam o mesmo empacotamento que os sólidos, porem eles podem se movimentar com maior energia um em função do outro. Eles podem fluir como a água ou o cobre fundido. Sólido Líquido Gás Gás ou ar (mistura O 2 e N 2 principalmente) e ou vapor de água, por exemplo. As moléculas são tolamente livres umas das outras. Movimenta-se quase a velocidade do som. Eventualmente colidindo e mudando de direção. Eles fluem. 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 6

3 Propriedades Físicas A propriedade física de uma substancia pode ser medida sem mudar a sua característica fundamental. Por exemplo, a massa da água a diferentes temperaturas Ponto de fusão ( liquido  sólido) Ponto de ebulição ( sólido  gás) Dureza cor 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 7

4 Propriedades Químicas 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 8 É a capacidade de uma substancia mudar ou se transformar em outra substancia. A + B  C + D HCl (l) + NaOH(s)  NaCl(s) + H 2 O (meio aquoso) isto é; H + + Cl - + Na + + OH -  NaCl(s) + H 2 O (meio aquoso)

5 Propriedade Intensiva É aquela que não depende da massa. Por exemplo: temperatura Propriedade Extensiva É aquela que depende da massa. Por exemplo: volume, V densidade, d d = m/V Onde: m é a massa e V o volume 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 9

6 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 10 Energia O entendimento dos fenômenos químicos e da estrutura dos átomos e das moléculas depende do papel da energia Mas, o que é a energia ? Para definir precisamos da teoria de relatividade. Mas em química utilizamos um definição prática. ENERGIA é a capacidade de realizar TRABALHO Energia é necessária para levantar um peso ou para deixar passar a corrente elétrica. Quanto maior for a energia maior será a sua capacidade de realizar trabalho

7 Na unidade do sistema internacional (SI) de energia é o Joule (J) 1 J = Kg m 2 s -2 Por exemplo: o batimento do coração um equivale a 1 J As trocas da energias nas reações químicas são da ordem de kilo joules. 1 KJ = 10 3 J Temos três tipos de energia: Energia cinética Energia Potencial Energia Eletromagnética 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 11

8 Energia Cinética, Ec É a energia dada pelo seu movimento Ec= ½ m v 2 Um corpo pesado que viaja rapidamente terá uma Ec grande Um corpo em repouso (estacionário) terá Ec igual a zero Dois fatores podem influenciar a energia cinética: Atrito e a resistência do ar Geralmente estas duas são desprezadas 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 12

9 Energia potencial A energia potencial de um objeto é a sua energia em função de sua posição em um campo de força. Depende da natureza das forças que agem sobre ela Dois casos simples: Energia potencial gravitacional ( partícula em um campo gravitacional) Energia potencial de Coulomb ( para uma partícula carregada em um campo eletromagnético) 1 a Aula Profa. Ruth, Pág. 13

10 Energia Gravitacional Ep = m h g Onde: m = massa, h = altura e g = aceleração O valor de g depende da posição do objeto na terra g valor padrão = 9,81 m s -1 Quanto maior for a altitude de um objeto, maior será a sua energia potencial h, altura E c = ½ m v 2 E p = m h g 2 a Aula Profa. Ruth, Pág. 14

11 Energia potencial de Coulomb É a energia devia a repulsão e atração entre cargas elétrica É de grande importância na química Trata: elétrons, núcleos atômicos e íons q 1 q 2 4   o r Ep = Onde q são as cargas, r é a distancia entre as cargas e  o permissividade no vácuo No vácuo,  o é uma constante  o = 8,854 x 10 –12 J –1 C 2 m 1 C = carga 2 a Aula Profa. Ruth, Pág. 15

12 Carga de um elétron = 1,602 x 10 -19 C 1 o Caso Ep Coulomb  zero Quando a distancia, r entre as carga tende ao infinito. (duas partículas) 2 o Caso Se as duas partículas tem a mesma carga. Por exemplo: dois elétron q 1. q 2 Ep = e -. e - = + (positiva) Ep aumenta Se se aproximam as cargas tornam-se ainda mais positivos, porque o raio r diminui. e - -- e - Ep = + Mais positivo e - ------------- e - Ep = + Menos positivo 2 a Aula Profa. Ruth, Pág. 16

13 3 o Caso Se as partículas tem carga oposta. Por exemplo: um elétron e um núcleo atômico. e -. Núcleo (+),  Ep = – (negativo) Ep decresce e - --  Ep = – Mais negativo e - -------------  Ep = – Menos negativo Ep = – Mais Ep = – Menos distancia, r Ep 2 a Aula Profa. Ruth, Pág. 17

14 Energia eletromagnética È a energia do campo eletromagnético, isto é, a energia transportada pelas ondas de rádio, ondas de luz e raios x. Um campo eletromagnético é gerado pela aceleração de partículas carregadas e transporta energia através do espaço. 3 a Aula Profa. Ruth, Pág. 18

15 Temos dois componentes: - Campo elétrico oscilante - Campo magnético oscilante O campo elétrico afeta às partículas carregadas quando paradas ou movimentadas. O campo magnético só afeta às partículas carregadas quando estão em movimento. Campo elétrico oscila no tempo e no espaço Campo magnético é perpendicular ao campo elétrico 3 a Aula Profa. Ruth, Pág. 19

16 Energia Total: E E = Ec + Ep Característica importante A ENERGIA total é CONSTANTE A Ec e Ep pode converter-se em uma na outra, mas a sua soma é sempre constante A energia é conservada Ec max, Ep = 0 Ep max, Ec = 0 Ec max, Ep = 0 LEI DA CONSERVALÃO DA ENERGIA perde e ganha energia 3 a Aula Profa. Ruth, Pág. 20