Matéria e energia

O que são matéria e energia?

Todo o nosso universo é feito de matéria e energia , em suas muitas formas, apresentações e capacidades. Na verdade, as duas disciplinas básicas com as quais tentamos entender as leis fundamentais que a regem, a física e a química , tratam das relações entre esses dois elementos: a substância que compõe as coisas e sua capacidade de transferir calor ou realizar um trabalho .

Do ponto de vista intuitivo, entendemos a matéria como aquilo que podemos tocar, que é concreto e ocupa um lugar no universo . Por outro lado, a energia não pode ser tocada , que só é percebida em suas diferentes manifestações: calor, luz , movimento , etc. As coisas ao nosso redor têm sua própria massa e uma quantidade variável de energia, dependendo muito do estado em que se encontram.

São dois conceitos fundamentais, intimamente relacionados entre si, entre os quais existem certas equivalências. Por exemplo, é possível transformar massa em energia , algo que ocorre diariamente dentro das estrelas , por meio de intensas reações nucleares, ou dentro de nossos próprios organismos , quando decompomos os alimentos que comemos e extraímos deles energia química para nos mantermos vivos.

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Matéria

A matéria é definida como aquela que se estende em uma determinada região do espaço-tempo , que possui uma determinada quantidade de energia e que está sujeita a mudanças ao longo do tempo. Seu nome vem do latim mater , “mãe”, pois é a substância matricial das coisas, ou seja, quem as origina ou as compõe.

Em geral, a física atribui três características ou propriedades fundamentais à matéria:

• Possui massa específica , que se evidencia em peso , volume e dimensões quantificáveis.
• Ele ocupa um lugar no espaço , que não pode ser ocupado ao mesmo tempo por outro corpo.
• Dura no tempo , embora não necessariamente da mesma maneira: o gelo é certamente uma matéria, e não deixa de sê-lo quando derrete ou quando a água que o compõe evapora. Essas mudanças em seu estado físico (ou estado de agregação da matéria ) dependem da quantidade de energia que você possui.

O estudo da matéria remonta à Antiguidade clássica e ocupou muitos pensadores e filósofos ao longo da história. Na verdade, foram os gregos antigos que primeiro formularam a teoria atomística , isto é, que pensaram que a matéria poderia ser composta de partículas minúsculas e indivisíveis de diferentes tipos.

Essa ideia foi resgatada muito mais tarde, no apogeu racionalista do século XVII, e foi fundamental no campo dos estudos da química, por sua vez herdeira da alquimia medieval.

De acordo com os atuais modelos de estudo da física, apenas cerca de 5% do universo apreciável é composto de matéria comum , enquanto a chamada ” matéria escura “, cujo funcionamento ainda é desconhecido, ocupa 23%. Este último é considerado uma forma de matéria sem massa, isto é, desprovida de massa, cuja presença só pode ser sentida pela maneira como as estrelas e a energia ao seu redor as afetam .

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Energia

Na física, a energia é definida como a capacidade de trabalhar, ou seja, de agir, surgir ou colocar em movimento . Absolutamente todos os corpos possuem uma certa quantidade de energia, relacionada ao seu estado de repouso, movimento ou vibração, por exemplo, mas que se manifesta de maneiras muito diferentes.

Assim, é possível falar de vários tipos de energia: energia térmica , energia química , energia cinética , energia elétrica , energia potencial , energia interna, etc.

A palavra energia vem do grego energeia , “atividade”, termo que apareceu pela primeira vez nos escritos de Aristóteles (384-322 aC) no século IV aC. A., E retomado pelos naturalistas modernos e do final da Idade Média.

Recebeu muitos outros nomes ao longo da história, como “força viva” ( vis viva ), “potência” ou mesmo “espírito”, dependendo do contexto. Em grande parte, isso se deve ao fato de que o estudo dos diferentes tipos de energia teve sua origem separadamente, à medida que cada vez mais formas de energia presentes no universo eram descobertas.

A energia geralmente pode ser percebida em suas várias manifestações, pois em abstrato não é algo perceptível. Em vez disso, o calor, a luz, o movimento ou a atividade podem ser percebidos a olho nu e seus efeitos na matéria podem ser estudados sem dificuldade. Assim, a energia se tornaria uma quantidade física, que podemos medir em suas diferentes aparências .

Devemos também considerar que a quantidade de energia no sistema tende a ser constante, de forma que não pode ser criada ou destruída, apenas transformada . Na verdade, está em contínua transformação o tempo todo: a energia química armazenada nos alimentos é convertida em energia mecânica quando nos movemos, ou em energia elétrica em nosso sistema nervoso .

Da mesma forma, a energia elétrica do plugue é convertida em energia luminosa quando acendemos a lâmpada ou em energia térmica graças ao aquecedor de água.

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Matéria e energia

As relações entre matéria e energia têm sido objeto de estudo de físicos há séculos. Sabemos que uma mudança nos níveis de energia da matéria afeta sua forma e seu estado de agregação , o que vimos desde que aprendemos a derreter metais.

Mais tarde, o conhecimento da química nos deu uma compreensão muito maior de como transformar a matéria: não mais mudar a configuração de suas partículas, mas quebrar as ligações entre os átomos e obter diferentes substâncias.

Na verdade, a maior conquista da humanidade nesse sentido foi a descoberta da energia atômica e sua manipulação para fins pacíficos , ou seja, na construção de usinas nas quais átomos pesados ​​se fundem para gerar grandes quantidades de energia calórica.

Tudo isso foi possível graças às teorias de Albert Einstein (1879-1955) e de outros físicos importantes, e principalmente à sua fórmula de equivalência entre massa e energia (E = mc ² ), conhecida como Teoria da Relatividade .

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