Diferença entre matéria e energia

Matéria e energia fazem parte do Universo: o matéria dá estrutura enquanto o energia dá a você a habilidade de mudar. Quando o Universo se originou, tudo era energia concentrada. À medida que se expandia e esfriava, a matéria era formada a partir da energia.

Uma maneira fácil de entender o que é matéria e o que é energia é a seguinte:

• uma fruta e uma mesa são importantes;
• a capacidade da fruta de cair da mesa e atingir um animal é energia; a capacidade da fruta de servir como alimento é energia.
• A capacidade que uma mesa (quando queimada) aquece uma sala é energia; a capacidade da mesa de quebrar uma janela é energia.

Matéria	Energia
Definição	Aquilo que serve de construção da natureza.	Capacidade de fazer um trabalho.
Constituintes	Átomos, moléculas, partículas subatômicas	Não tem
Tipos ou formulários	Estado sólido Estado líquido Estado gasoso Plasma	Energia cinética Energia potencial
Unidade de medida	Medições de massa: gramas, quilogramas, microgramas. Medições de volume: litros, metros cúbicos, mililitros.	Joule Caloria Elétron-volt
Exemplos	Água, ar, areia, pedras, planetas, computador, papel, plantas, animais.	Luz, calor, magnetismo, ondas de microondas, eletricidade.

O que importa?

Matéria é tudo o que é feito de partículas subatômicas e ocupa um espaço, mesmo que seja extremamente minúsculo: um elétron, um próton, um nêutron e tudo o que pode ser construído a partir deles é matéria. Por exemplo, uma mesa é composta de moléculas que compõem a madeira, pregos de ferro e outros elementos, que são matéria.

O termo "matéria" deriva do latim mater que significa "mãe". Isso significa que a matéria é a "mãe" de tudo ao nosso redor. Por exemplo, o ar, embora não possamos vê-lo, é matéria, porque é feito de moléculas de nitrogênio, oxigênio e outros gases. O telefone, o computador, a comida, os animais, os edifícios são todos exemplos de matéria.

O matéria pode absorver energia. Um exemplo claro disso é o que acontece quando colocamos os alimentos no forno de micro-ondas:

• a água dentro da comida absorve a energia das ondas de microondas;
• a energia da água é transferida para o resto das moléculas do alimento.

Essa transferência de energia é o que faz com que a temperatura suba. cozinhar alimentos.

Lei da conservação da matéria

A lei da conservação da matéria afirma que a matéria não é criada nem destruída, mas transformada. Por exemplo, quando um pedaço de madeira é completamente queimado em sistema fechado e as cinzas são pesadas, o dióxido de carbono carbono e outros compostos na fumaça, a soma das massas será aproximadamente igual à massa do pedaço de madeira original.

Quais são as características da matéria?

• Tem massa: é a quantidade de matéria, por exemplo, um elétron tem massa de 9 x 10^-31 kg, um litro de água tem uma massa de 1 kg, o Sol tem uma massa de 1,9 x 10³⁰ kg.
• Possui propriedades físicas: dentro das quais podem ser mencionados a densidade, condutividade elétrica, ponto de fusão ou ebulição, volatilidade e dureza, entre outros.
• Possui propriedades químicas: a matéria pode ser transformada por meio de reações químicas, como combustão, oxidação, decomposição.

Quais são os estados da matéria?

A matéria vem em diferentes formas ou estados:

• Sólido: átomos e moléculas são tão compactados que seu movimento é restrito.
• Líquido: os átomos e moléculas de um líquido, embora estejam agrupados, podem se mover livremente.
• Gás: átomos e moléculas são separados uns dos outros e não têm restrições de movimento.
• Plasma: os átomos dos gases são ionizados. Este é o estado da matéria em grande parte do Universo; podemos obtê-lo nas estrelas, nos relâmpagos e nas auroras.
• Condensado de Bose-Einstein: quando um conjunto de átomos está no zero absoluto (-273 ºC), eles são tão compactados e imóveis que parecem um único átomo.
• Cristais líquidos: é o estado intermediário da matéria entre sólido e líquido sem pertencer a nenhum dos dois. Nós o encontramos em televisores de tela plana, telas de computador e relógios.

Você também pode estar interessado em ver a diferença entre estados da matéria e propriedades da matéria.

O que é energia?

A definição científica de energia é capacidade de produzir um emprego. Nesse sentido, trabalho é entendido como qualquer processo em que um corpo é deslocado ou deformado. Por exemplo, a capacidade de uma pedra no topo de uma montanha cair e derrubar árvores em sua queda, o que seria trabalho, é sua energia.

Lei de conservação de energia

A lei da conservação da energia ou o princípio da conservação da energia afirma que o conteúdo de energia de um sistema permanece constante. Ou seja, a energia não é criada nem destruída.

Por exemplo, certa quantidade de gasolina tem uma quantidade X de energia química associada a ela. Ao dar a partida no veículo, a energia da gasolina não é destruída, mas transformada em energia cinética para movimentar o veículo e em energia térmica. A soma da energia cinética mais a energia térmica do veículo é igual à quantidade de energia química da gasolina, não pode ser nem mais nem menos.

Quais são as características da energia?

• A quantidade de energia que um corpo possui é limitada: a fruta na mesa tem uma energia limitada pela sua massa e pela distância da mesa ao chão.
• A energia é transformada em suas diferentes formas: a energia química da gasolina é transformada em energia cinética quando você move um pistão no carro.
• Existem várias fontes de energia, como o sol, o vento e o petróleo.
• Pode ser armazenada: a energia química é armazenada em baterias elétricas, em hidrelétricas a energia potencial gravitacional da água é armazenada.

Formas de energia

A energia pode ser apresentada em diferentes formas:

• Energia potencial: é a energia associada a um corpo em relação a outro corpo de referência, por exemplo, energia potencial gravitacional é a energia de um corpo em relação à sua posição na Terra, quanto mais alto, mais energia potencial possui.
• Energia cinética: é a energia associada ao movimento dos corpos, por exemplo, quando a água de um rio faz as rochas se moverem, ela tem energia cinética.
• Energia mecânica: quando um vagão está no topo de uma montanha-russa, ele possui energia potencial, que se transforma em energia cinética à medida que o vagão desce e adquire uma determinada velocidade. Nesse caso, o vagão possui uma energia mecânica, que é igual à soma da energia cinética e energia potencial.
• Energia radiante: a luz do Sol atinge a Terra como energia radiante.
• Energia térmica: quando nos aquecemos com uma botija de água quente, utilizamos energia térmica.
• Energia nuclear: Quando o núcleo de um átomo se quebra ou se funde, ele libera energia nuclear.
• Energia química: Quando a glicose nas células é transformada em dióxido de carbono, a energia encontrada entre os átomos da molécula é liberada como energia química.
• Energia elétrica: quando as partículas com carga positiva ou negativa se movem, estamos na presença de eletricidade ou energia elétrica.

Você pode estar interessado em conhecer os diferentes Tipos de energia.

Qual é a relação entre matéria e energia?

No início do século 20, o físico teórico Albert Einstein (1879-1955) mostrava que a matéria se transforma em energia e que a energia pode ser transformada em matéria. Esta equivalência é conhecida como o "teoria da relatividade" e é expresso na famosa equação:

E = m.c²,

Onde E representa energia, m representa a massa e c é a velocidade da luz.

O exemplo mais conhecido do transformação da matéria em energia é a reação de fusão dos núcleos de hidrogênio nas estrelas. É essa energia do Sol que sustenta a vida na Terra.

Lembremos que nas origens do Universo existia apenas energia, que mais tarde foi transformada em matéria. Experimentalmente, energia é transformada em matéria quando um fóton (uma partícula de alta energia) passa por um núcleo atômico, produzindo uma partícula de matéria (elétron) e uma partícula de antimatéria (pósitron).

Você pode estar interessado em saber sobre:

• Propriedades físicas e químicas da matéria.
• Energia cinética e potencial.

Referências

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Fundamentos da ciência: matéria e energia. Chelsea House. Nova york.