Teoria molecular cinética: os 3 estados da matéria

Teoria molecular cinética: os 3 estados da matéria 1

Dizem que todo o universo é formado de matéria e que, quando muda, é gerada energia. E, como sempre, a natureza curiosa do ser humano nos levou a nos perguntar em muitas ocasiões que todo esse assunto está formado. Ao longo da história, diferentes modelos foram criados para explicar isso, sendo um deles a teoria cinética molecular .

De acordo com esse modelo, a matéria seria constituída por uma unidade fundamental que não pode ser apreciada com os sentidos, estou falando do átomo. Por sua vez, os átomos se agrupam para formar moléculas.

Para dar um exemplo clássico, a molécula de água é estruturada com um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio (H2O). Mas a teoria cinética não apenas postula isso, mas também porque existem os três estados fundamentais da matéria: sólido, líquido e gás .

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A origem da teoria cinética

Até que a formulação desse modelo fosse alcançada, ocorreram diferentes eventos que permitiram estabelecer as bases para oferecer essa teoria.

Para começar, o conceito de átomo nasceu na Grécia antiga , sob a escola atomista, cujos discípulos espalharam a idéia de que o átomo é a unidade indivisível que forma toda a matéria no universo. Demócrito foi um de seus maiores expoentes, mas suas propostas se chocaram diretamente com as idéias de Aristóteles, que dominavam a época, e passaram despercebidas.

Não foi até o início do século XIX, quando a idéia do átomo reapareceu no campo da ciência, quando John Dalton postulou a teoria atômica , indicando que toda substância é formada por átomos.

Antes disso, Daniel Bernoulli em 1738 argumentou que os gases eram formados por moléculas que colidem umas com as outras e com as superfícies, gerando a pressão que é sentida. Após o surgimento da teoria atômica, agora é reconhecido que essas moléculas são configuradas por átomos.

A teoria cinética molecular deriva de um conjunto de estudos que foram realizados principalmente sobre gases e cuja conclusão final foi semelhante. Alguns dos trabalhos destacados são os de Ludwig Boltzmann e James Clerk Maxwell.

O argumento

Essa teoria cinética molecular postula que a matéria é formada por um conjunto de partículas conhecidas como átomos ou por suas moléculas, que estão constantemente em movimento . Como eles não param de se mover, mais cedo ou mais tarde colidem com outro átomo ou contra uma superfície.

Essa colisão é realizada de maneira cinética, ou seja, a energia é transferida sem perdas , de modo que o átomo quando colide é disparado na outra direção na mesma velocidade, sem interromper o movimento. A energia cinética gerada na colisão se traduz na pressão sentida.

Diferença entre os estados da matéria

Embora a teoria da cinética molecular tenha nascido do estudo do estado gasoso, uma vez que houve muitos estudos que permitiram escrever idéias, ela também serve para explicar a constituição de líquidos e sólidos. Além disso, oferece uma maneira de ver as diferenças entre os diferentes estados da matéria.

O ponto chave está no grau de movimento dos átomos . A matéria é formada por um conjunto de partículas que estão em constante movimento; Em um gás, os átomos são livres e se movem linearmente por todo o espaço disponível, demonstrando a característica dos gases sempre ocupando todo o espaço que eles têm.

No caso de líquidos, a distância entre os átomos não é tão grande , mas eles estão mais próximos, embora continuem se movendo com menos velocidade. Isso explica por que um líquido ocupa um volume fixo, mas pode se expandir em uma superfície.

Finalmente, no estado sólido, os átomos estão muito próximos, sem movimento livre, apesar de vibrarem no local. Portanto, os sólidos ocupam um espaço específico e não alteram o volume ao longo do tempo.

De acordo com a teoria cinética molecular, a força que liga átomos entre si é conhecida como força de coesão . Seu nome é dado porque os sólidos que têm mais presença nessas uniões, ou seja, são mais coesos que um líquido ou um gás.

A importância deste modelo

O interessante dessa teoria é como ela relaciona a existência do átomo com propriedades físicas mensuráveis, como pressão ou temperatura . Além disso, tem uma correlação com as fórmulas matemáticas das leis dos gases ideais.

Não entrarei em muitos detalhes sobre isso, mas, por exemplo, concorda com as fórmulas que indicam que, a uma temperatura mais alta, os átomos têm uma velocidade mais alta. É fácil entender, para que um gelo passe para o líquido e depois o vapor precise aplicar calor. Quando a temperatura aumenta, as moléculas de H2O ganham velocidade e quebram as forças da coesão, alterando o estado da matéria.

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