Físico-Química 8.º ano: Corpúsculos, estados da matéria e gases
Físico-Química, 8.º ano (Portugal): Toda a matéria é feita de corpúsculos em movimento; a liberdade e a proximidade entre eles distinguem sólidos, líquidos e gases e explicam como se relacionam a temperatura, o volume e a pressão de um gás.
A matéria é feita de corpúsculos
Tudo o que é matéria é feito de corpúsculos minúsculos, sempre em movimento, com espaço vazio entre eles. É por isso que uma gota de corante se espalha sozinha num copo de água, sem ninguém mexer. No sólido, os corpúsculos estão muito juntos e só vibram no mesmo sítio; no líquido, estão juntos mas deslizam uns sobre os outros; no gás, estão muito afastados e movem-se livremente em todas as direções.
Como sabemos que os corpúsculos existem?
Ninguém vê os corpúsculos, mas vemos o que eles provocam. O corante espalha-se sozinho na água. O cheiro do perfume chega ao outro lado da sala. O ar comprime-se numa seringa fechada, mas a água quase não: num gás há muito espaço vazio entre os corpúsculos, num líquido quase não há. Cada observação é uma evidência a favor do modelo corpuscular, e é assim que um modelo se aceita em ciência: porque explica o que se observa.
A seringa fechada: volume, pressão e temperatura
Tapa a saída de uma seringa com 60 mL de ar e empurra o êmbolo até 30 mL. Os corpúsculos são os mesmos, mas o volume é metade: há o dobro por mL (60 ÷ 30 = 2) e mais choques nas paredes a cada segundo, por isso a pressão sobe e o êmbolo resiste. Depois prende um balão à boca de uma garrafa e mete-a em água quente: os corpúsculos movem-se mais depressa, chocam com mais força e o balão enche. Em termos qualitativos: a temperatura constante, menos volume dá mais pressão; mais temperatura faz subir a pressão ou o volume.
Aquecer não faz os corpúsculos crescerem
Muita gente pensa que, ao aquecer um gás, os corpúsculos incham. Não incham: cada corpúsculo mantém o mesmo tamanho. O que muda é a agitação, isto é, a rapidez com que se movem. Num gás mais quente, os corpúsculos percorrem mais caminho e chocam com mais força, por isso o gás ocupa mais volume ou faz mais pressão. Quando pensares «o balão encheu», pensa em «mais rápidos e mais afastados», nunca em «maiores».
Bombas, pneus e latas de spray
Ao encheres o pneu de uma bicicleta, metes mais ar no mesmo volume: mais corpúsculos, mais pressão. Depois de uma viagem longa, a pressão nos pneus de um carro é um pouco mais alta, porque o ar aqueceu. Por isso as latas de aerossol avisam para não as deixares ao sol nem perto de uma chama: o gás lá dentro aquece e a pressão sobe. Um pacote de batatas fritas fechado incha na montanha, onde a pressão do ar lá fora é menor.
Testa o que aprendeste
Que frase descreve os corpúsculos de um gás?
- a) Estão muito juntos e só vibram no mesmo sítio
- b) Estão juntos mas deslizam uns sobre os outros
- c) Estão muito afastados e movem-se livremente em todas as direções
Resposta certa: c) Estão muito afastados e movem-se livremente em todas as direções — Certo: grandes distâncias e movimento livre são o que faz um gás comprimir-se e espalhar-se com facilidade.
Uma seringa com a saída tapada tem 60 mL de ar. O êmbolo é empurrado até 30 mL, com a temperatura constante. O que acontece?
- a) A pressão diminui, porque há menos espaço
- b) Há o dobro de corpúsculos por mL e mais choques com as paredes, por isso a pressão sobe
- c) Os corpúsculos encolhem para caber no volume menor
- d) Nada muda, porque o número de corpúsculos é o mesmo
Resposta certa: b) Há o dobro de corpúsculos por mL e mais choques com as paredes, por isso a pressão sobe — Certo: 60 ÷ 30 = 2, por isso os mesmos corpúsculos ficam em metade do espaço e chocam mais vezes com as paredes.
Um balão preso à boca de uma garrafa enche quando a garrafa é posta em água quente. O que o explica?
- a) Os corpúsculos do ar movem-se mais depressa e chocam com mais força; o tamanho não muda
- b) Cada corpúsculo de ar incha quando é aquecido
- c) O calor cria corpúsculos de ar extra dentro da garrafa
Resposta certa: a) Os corpúsculos do ar movem-se mais depressa e chocam com mais força; o tamanho não muda — Certo: o calor torna os corpúsculos mais agitados, não maiores, e o gás empurra o balão para fora.
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