Transformações da Materia: Causas e Tipos | Notas de aula Energia

fernando pina - fageo/ufpa2017

ATIVIDADE TEMÁTICA - Transformações da Matéria

1. Introdução

O universo, em qualquer escala de observação, apresenta-se em constante transformação. Entre

os astros, a Terra por exemplo, gira em torno de si mesma, em redor do Sol, assim como passa ao

largo dos demais companheiros planetas solares. Seus materiais constituintes (rochas, água, ar,

animais e vegetais) vivem do mesmo modo em constante transformação.

Cada um vive o que chamamos ciclo de transformações naturais (hidrológico, atmosférico,

petrogenético, biológico) todos determinando início e fim de seus vários membros componentes.

Os seres vivos por exemplo, nascem, crescem, reproduzem e morrem. Nesse intercurso,

modificam-se e “deixam” marcas dessas modificações nas gerações que lhes sucedem.

Enfim, qualquer que seja a forma organizativa da matéria, suas unidades básicas de construção

vivem em constante movimento.

2. O que causa as transformações ?

Basicamente podemos dizer que o “motivo” das transformações é a busca pelo equilíbrio

energético entre as partículas constituintes da matéria.

Como o movimento das partículas é constante no âmbito universal é ele que causa as

transformações. Assim, ao entendermos como acontecem os movimentos, estaremos aptos a

entender os processos de transformação da matéria.

Vejamos então os tipos de movimento:

 Aqueles que provocam apenas deslocamento de massa no espaço. Não incluem alteração da

natureza da matéria. Por exemplo água descendo as encostas de um colina. Ao final do fluxo

continuaremos tendo água como matéria. Chamamos isso transformação física da matéria.

 Aqueles que envolvem deslocamento e troca de partes constituintes da massa no espaço.

Resultam ao final em modificações internas da natureza da matéria. Geralmente geram

substâncias diferentes. Por exemplo a formação da chuva a partir da união dos gases H2

(hidrogênio) e O2 (oxigênio) criando um composto químico distinto (H2O). Chamamos isso

de transformação química da matéria.

Toda transformação consiste portanto em movimento de massa podendo alterar ou não a

natureza da matéria envolvida.

3. O que causa os movimentos ?

Consideremos a seguinte situação: há um livro sobre sua mesa de trabalho e você tenta

empurrá-lo em direção à borda da mesa. Para que isso ocorra, é necessário que você despenda um

certo esforço aplicado em algum ponto do livro para que se desloque na direção pretendida.

Generalizando: para que tenhamos movimento é necessário que utilizemos energia no

processo.

Nesse raciocínio podemos avançar e concluir que quanto maior a massa envolvida no processo

maior o gasto de energia necessária para deslocá-la.

4. De onde vem a capacidade para produzir esforços ?

Imaginemos continuar a empurrar o livro. Suponha que sua mesa é muito grande.

Haverá um momento em que sua ação será limitada pelo cansaço físico. Isto significa concluir que

sua capacidade para produzir esforços é finita. Essa capacidade é definida como quantidade de

energia. Ela é variável no âmbito universal.

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ATIVIDADE TEMÁTICA - Transformações da Matéria

1. Introdução O universo, em qualquer escala de observação, apresenta-se em constante transformação. Entre os astros, a Terra por exemplo, gira em torno de si mesma, em redor do Sol, assim como passa ao largo dos demais companheiros planetas solares. Seus materiais constituintes (rochas, água, ar, animais e vegetais) vivem do mesmo modo em constante transformação. Cada um vive o que chamamos ciclo de transformações naturais (hidrológico, atmosférico, petrogenético, biológico) todos determinando início e fim de seus vários membros componentes. Os seres vivos por exemplo, nascem, crescem, reproduzem e morrem. Nesse intercurso, modificam-se e “ deixam ” marcas dessas modificações nas gerações que lhes sucedem. Enfim, qualquer que seja a forma organizativa da matéria, suas unidades básicas de construção vivem em constante movimento.

O que causa as transformações? Basicamente podemos dizer que o “ motivo ” das transformações é a busca pelo equilíbrio energético entre as partículas constituintes da matéria. Como o movimento das partículas é constante no âmbito universal é ele que causa as transformações. Assim, ao entendermos como acontecem os movimentos, estaremos aptos a entender os processos de transformação da matéria. Vejamos então os tipos de movimento :  Aqueles que provocam apenas deslocamento de massa no espaço. Não incluem alteração da natureza da matéria. Por exemplo água descendo as encostas de um colina. Ao final do fluxo continuaremos tendo água como matéria. Chamamos isso transformação física da matéria.  Aqueles que envolvem deslocamento e troca de partes constituintes da massa no espaço. Resultam ao final em modificações internas da natureza da matéria. Geralmente geram substâncias diferentes. Por exemplo a formação da chuva a partir da união dos gases H 2 (hidrogênio) e O 2 (oxigênio) criando um composto químico distinto (H 2 O). Chamamos isso de **transformação química da matéria. Toda transformação consiste portanto em movimento de massa podendo alterar ou não a natureza da matéria envolvida.
O que causa os movimentos?** Consideremos a seguinte situação: há um livro sobre sua mesa de trabalho e você tenta empurrá-lo em direção à borda da mesa. Para que isso ocorra, é necessário que você despenda um certo esforço aplicado em algum ponto do livro para que se desloque na direção pretendida. Generalizando: para que tenhamos movimento é necessário que utilizemos energia no processo. Nesse raciocínio podemos avançar e concluir que quanto maior a massa envolvida no processo maior o gasto de energia necessária para deslocá-la. 4. De onde vem a capacidade para produzir esforços? Imaginemos continuar a empurrar o livro. Suponha que sua mesa é muito grande. Haverá um momento em que sua ação será limitada pelo cansaço físico. Isto significa concluir que sua capacidade para produzir esforços é finita. Essa capacidade é definida como quantidade de energia. Ela é variável no âmbito universal.

Quanto maior for, maior será a capacidade de transportar massa ou mesmo modificar sua constituição.

5. O que ocorre com o esforço gasto numa transformação? Voltemos ao exemplo do livro sobre a mesa. Já concluímos que para empurrá-lo foi necessário dispensar uma certa quantidade de esforço (energia). Do mesmo modo, concluímos que quanto maior for essa quantidade maior será a capacidade de movimentá-lo. Agora nos preocupemos em entender o que ocorreu com essa energia utilizada e gasta durante o transporte. Teria sido ela simplesmente perdida no espaço? Teria sido destruída? Façamos o seguinte: coloquemos uma caixa de fósforos diante do livro que você quer empurrar. A iniciar o movimento verificamos que quando o livro encosta na caixa ele passa a empurrá-la também. Porque isso ocorre? Poderemos concluir que o livro adquiriu sua energia e passou a utilizá-la no processo de empurrar a caixa de fósforos, já que ele não tinha essa capacidade antes que você o empurrasse. Chamamos isso de fluxo de energia. Podemos tirar algumas conclusões do processo: 1. A energia utilizada não se perdeu. Apenas transferiu-se de um material para o outro. Passou de uma fonte geradora (você) para uma fonte receptora (o livro) que por sua vez transformou-se em fonte geradora ao ceder essa energia para outra fonte receptora (a caixa de fósforos). Chamamos isso de princípio da conservação da energia. 2. Como as transformações (movimentos) ocorreram à medida em que havia fluxo de energia concluímos então que em toda transformação há fluxo de energia. 6.Como ocorreu o fluxo de energia? Antes de aplicarmos a força geradora do movimento no livro havia energia armazenada em nosso corpo, sem no entanto fluir. No momento em que passamos a dispender aquele esforço , essa energia passou a fluir e deslocar a massa do livro. Esses dois momentos de energia são conhecidos como energia potencial (aquela armazenada em nosso corpo) e energia cinética (aquela dispensada durante o deslocamento). Portanto num processo de transformação da matéria, haverá sempre transformação de energia. Dependendo do tipo de matéria poderemos ter diferentes tipos de energia acumulada e cinética:  No combustível dos motores: energia química  Nas fontes de luz: energia luminosa  Na chama dos fogões: energia calorífica (térmica)  Nos condutores de corrente: energia elétrica  Nos ímãs: energia magnética  Na queda livre dos corpos : energia gravitacional  No deslocamento do livro: energia mecânica Logo, para que ocorram as transformações da matéria é necessário que a energia seja transformada de um modo em outro: química  mecânica  calorífica  **luminosa

Porque a energia flui?** Voltemos ao livro. Antes de movimentar-se o livro estava em situação de repouso se o compararmos com outros objetos da sala. Porém, do ponto de vista da mecânica ele poderia estar

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