Além das propriedades gerais que acabamos de estudar, a matéria apresenta outras propriedades, como cor, brilho e sabor. O sal, por exemplo, apresenta sabor, já a água destilada não. Portanto, as propriedades que são características de cada substância se denominam propriedades específicas da matéria.
São classificadas em: físicas, químicas e organolépticas.
PROPRIEDADES FÍSICAS
São propriedades que caracterizam fisicamente a matéria. As propriedades físicas importantes são: os pontos de fusão, solidificação, ebulição e liquefação da matéria; a condutividade; o magnetismo; a solubilidade; a dureza; a maleabilidade; a ductibilidade; a densidade; o calor específico.
PONTOS DE FUSÃO E SOLIDIFICAÇÃO
São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase sólida para a fase líquida e da fase líquida para a fase sólida respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica.
fusão: o ferro transformando-se em líquido
Solidificação: a água transformando-se em sólido
PONTOS DE EBULIÇÃO E CONDENSAÇÃO
São as temperaturas nas quais a matéria passa da fase líquida para a fase gasosa e da fase gasosa para a líquida respectivamente, sempre em relação a uma determinada pressão atmosférica.
ebulição: quando a água começa a ferver.
Condensação ou liquefação: as gotículas de água no vidro embaçado.
CONDUTIVIDADE
Certas matérias conduzem bem o calor e a eletricidade, como é o caso dos metais. O mesmo não acontece com outras substâncias, como o iodo, a água e o fósforo, que se apresentam resistentes na condução do calor e da eletricidade.
Usos do cobre: o cobre é um bom condutor de calor e eletricidade. Por isso, é utilizado para fazer utensílios de cozinha e para canos de água quente em residências e indústrias. Também serve para diferentes equipamentos elétricos, como fios condutores de eletricidade e bobinas de motores. O cobre não oxida facilmente por isso possui alta duração.
MAGNETISMO
Quando uma determinada matéria tem a propriedade de atrair o ferro, significa que ela apresenta propriedade magnética. Um exemplo de substância magnética natural é a magnetita (pedra imã natural), um minério de ferro.
Imã atraindo prego e limalha de ferro.
DUREZA
É a resistência que uma espécie de matéria apresenta ao ser riscada por outra.
Quanto maior a resistência ao risco, mais dura é a matéria.
Escala de dureza de Mohs
Friedrich Mohs, um mineralogista alemão, criou uma tabela de dez minerais, com dureza relativa. Quanto mais alto o número, mais duro o mineral. Os minerais de valores numéricos altos (6, 7, 8) riscam os de valores relativos mais baixos (1, 2, 3, 4)
| Dureza | Mineral | Fórmula química |
|---|---|---|
| 1 | Talco, (pode ser arranhado facilmente com a unha) | Mg3Si4O10(OH)2 |
| 2 | Gipsita (ou Gesso), (pode ser arranhado com unha com um pouco mais de dificuldade) | CaSO4·2H2O |
| 3 | Calcita, (pode ser arranhado com uma moeda de cobre) | CaCO3 |
| 4 | Fluorita, (pode ser arranhada com uma faca de cozinha) | CaF2 |
| 5 | Apatita, (pode ser arranhada dificilmente com uma faca de cozinha) | Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-) |
| 6 | Feldspato / Ortoclásio, (pode ser arranhado com uma liga de aço) | KAlSi3O8 |
| 7 | Quartzo, (capaz de arranhar o vidro. Ex.: Ametista) | SiO2 |
| 8 | Topázio, (Capaz de arranhar o quartzo) | Al2SiO4(OH-,F-)2 |
| 9 | Corindon, (Capaz de arranhar o Topázio) | Al2O3 |
| 10 | Diamante, (Mineral mais duro que existe, pode arranhar qualquer outro e é arranhado apenas por outro diamante ) | C |
O diamante é a matéria mais dura que se conhece, é utilizado em brocas que cortam o mármore e em estiletes de cortar vidro.
Existem vários tipos de diamantes, uns mais valiosos que outros. Só os mais caros são empregados na fabricação de jóias. Depois de lapidado, o diamante recebe o nome de brilhante.
O maior diamante já encontrado no mundo foi o Cullinan, procedente da África do Sul. Sua massa era de 3106 quilates (cerca de 620 gramas). O maior diamante encontrado no Brasil foi de 726 quilates (aproximadamente 150 gramas). O peso de um diamante é expresso em quilates. Um quilate, que é dividido em 100 pontos, equivale a 200 mg.
Obs.: você não deve confundir dureza (resistência ao risco) com a tenacidade (resistência ao impacto). Por exemplo: se você der uma martelada sobre um diamante, ele se despedaçará. Mas, se a martelada for sobre um pedaço de ferro, o máximo que poderá acontecer é ficar a marca do martelo sobre o ferro. Agora, se você passar o diamante sobre uma chapa de ferro, ficará um risco.
Conclusão
O diamante é mais duro que o ferro.
O ferro é mais tenaz que o diamante.
MALEABILIDADE
A matéria que pode ser facilmente transformada em lâminas é considerada maleável. Exemplos: ferro, alumínio, prata, ouro e chumbo.
Artesanato em ferro e madeira
DUCTIBILIDADE
É a propriedade que permite a matéria ser transformada em fio. É o que acontece com os metais: os fios de cobre, por exemplo, são usados para conduzir a eletricidade que chega em nossa casa.
Por ser um bom condutor de eletricidade, o cobre é usado como fio que conecta os aparelhos as tomadas
BRILHO
É a capacidade que a matéria possui em refletir a luz que incide sobre ela. Quando a matéria não reflete a luz, ou reflete muito pouco, dizemos que ela não tem brilho. Uma matéria que não possui brilho, não é necessariamente opaca e vice-versa. Matéria opaca é aquela que não deixa atravessar a luz. Assim, uma barra de ouro é brilhante e opaca, pois reflete a luz sem se deixar atravessar por ela.
CALOR ESPECÍFICO
É a quantidade de calor necessária para aumentar em 1 grau Celsius (1oC) a temperatura de 1 grama de massa de qualquer matéria. Por exemplo, o que demoraria mais para ferver, 1 litro de água (que tem 1000 g de massa) ou 2 litros de água (que tem 2000 g de massa)? Logicamente, 1 litro de qualquer substância ferve antes que dois litros, pois seu volume é menor. Mas, em ambos os casos, o calor específico é o mesmo, ou seja, 1 cal/g 0C.
Veja alguns valores que indicam o calor específico medidos à 15oC:
Água: 1,000 cal/goC); álcool etílico: 0,540 cal/goC; alumínio: 0,215 cal/goC; ferro: 0,110 cal/goC; zinco: 0,093 cal/goC.
Construindo um calorímetro
Calorímetro
O calorímetro é um instrumento utilizado para medir a quantidade de calor, fazer análises das trocas de calor que acontecem entre dois corpos localizados em seu interior, e ainda determinar o calor específico de um determinado elemento, que pode ser, por exemplo, o cobre. Esse equipamento é muito utilizado nos laboratórios de ensino quando se deseja realizar as análises citadas anteriormente. Ele pode ser comprado, como também confeccionado. Com materiais simples e do cotidiano dos alunos o professor de física pode instruir os alunos na confecção desse instrumento, a fim de fazer análises das quantidades de calor trocadas neste sistema isolado termicamente, ou seja, livre de trocas de calor com o meio ambiente.
Para construir um calorímetro, proceda da seguinte forma: pegue um recipiente de isopor que possua tampa bem ajustada, ou seja, que não possua folgas entre a tampa e as paredes do recipiente. Dentro deste último coloque outro recipiente de metal e com um algodão preencha os espaços existentes entre os dois recipientes. Na tampa da embalagem de isopor faça dois pequenos furos, um para o termômetro e outro para o agitador (uma pequena haste metálica, por exemplo). Está pronto o calorímetro.
Para medir a quantidade de calor e descobrir o calor especifico de um determinado material como o ferro, por exemplo, coloque uma determinada massa de água a temperatura de 20 °C dentro do calorímetro. Feito isso, pegue um pequeno pedaço de ferro, meça sua massa e depois aqueça-o até que ele atinja uma temperatura de 60°C. Ainda quente coloque-o dentro do calorímetro contendo água, feche bem e com o agitador agite o sistema para que ele entre em equilíbrio térmico. Sabendo a massa, a temperatura inicial e final da água e do ferro e utilizando a equação fundamental e o princípio da calorimetria, podemos fazer as análises das trocas de calor e descobrir qual é o calor específico do material.
DENSIDADE
Por que os icebergs conseguem boiar na água do mar?
Também chamada de densidade absoluta ou massa específica (d) de um corpo definido como a relação entre a massa do material e o volume por ele ocupado.
Essa definição é expressa da seguinte forma:
onde: m = massa do corpo (kg ou g)
V = volume ocupado pelo corpo (cm3 ou mL e L ou dm3)
D = densidade (kg/L ou g/L ou g/cm3)
Para sólidos e líquidos, a densidade é normalmente expressa em g/cm3, para gases, costuma-se expressar a densidade em g/L.
Quando dizemos que o metal ouro apresenta densidade de 19,3 g/cm3 à 20oC, isso significa que o volume de 1cm3 de ouro possui massa de 19,3 g.
A densidade varia com a temperatura, pois os corpos geralmente dilatam-se (aumentam de volume) com o aumento da temperatura. Quando não se menciona a temperatura, fica subentendido que ela é de 20oC.
SAIBA MAIS
A ESTRELA DE NÊUTRON
O metal ósmio é o material mais denso da Terra (d = 22,6 g/cm3): 2 vezes mais denso que o chumbo (d = 11,4 g/cm3) e 22 vezes mais denso que a água (d = 1 g/cm3 à 4oC)
Um dos mais densos materiais do Universo é o que constitui uma estrela de nêutron. A cabeça de um alfinete feito de uma estrela de nêutron pesaria um milhão de toneladas.
POR QUE OS CUBOS DE GELO BÓIAM?
Os cubos de gelo que colocamos num copo com água ou com bebida ficam boiando porque a densidade do gelo é menor que a da água. Ou seja, um certo volume de gelo possui massa menor que igual volume de água. Esse fenômeno explica também os icebergs, imensos blocos de gelo que flutuam na água do mar.
Em regiões polares, a presença de grandes blocos de gelo – icebergs - (água pura) é normal, flutuando na água do mar, que possui água e sais dissolvidos. Isto ocorre pois o gelo (d = 0,92 g/cm3) é menos denso que a água do mar (d = 1,03 g/cm3).
BOIAR NO MAR MORTO É MAIS FÁCIL
Por serem demasiadamente salgadas, as águas do mar Morto são mais densas que as de outros mares e oceanos. Sua densidade é de 1,119 g/cm3. Por isso, é praticamente impossível uma pessoa afogar-se nesse mar, pois seu corpo, quando mergulhado na água, recebe um grande empuxo (o corpo mergulhado na água é empurrado para cima com uma força igual ao peso do volume de água que desloca), que o mantém facilmente na superfície.
O mar Morto é assim tão salgado porque há 10.000 anos a capacidade de água que recebe dos rios e das chuvas é muito menor do que a que se evapora. Para se ter uma idéia da escassez de chuvas nessa região, basta comparar o índice de precipitação pluviométrica em São Paulo e na região do mar Morto. Enquanto em São Paulo, muitas vezes, em um dia chove cerca de 100 mm, naquela região a quantidade de chuva fica em torno de 45 mm por ano.
APLICAÇÃO DA DENSIDADE
® DETERMINAÇÃO DA QUALIDADE DO LEITE
O leite é constituído de vários materiais dissolvidos na água, apresentando um valor de densidade característico. A adição de outros materiais ou de água, altera sua densidade, permitindo verificar por meio do densímetro apropriado, se houve alguma alteração do produto (uréia dissolvida em água apresenta um valor de densidade muito próximo ao leite, por isso alguns fazendeiros inescrupulosos, para aumentar o seu lucro, adicionam uréia ao leite, quando não utilizam um produto mais barato: a própria urina da vaca).
® VERIFICAÇÃO DA CARGA DA BATERIA
As baterias dos automóveis possuem ácido sulfúrico em quantidade apropriada, logo com um valor definido de densidade. A medida do valor dessa densidade (feita com densímetro apropriado) indica se a bateria está descarregada ou não.
® VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DO ÁLCOOL COMBUSTÍVEL
Com o densímetro, pode-se conferir a qualidade do álcool pela determinação de sua densidade.
O álcool combustível vendido nos postos de abastecimento contém uma certa quantidade de água (álcool hidratado). Essa mistura é padronizada e apresenta um valor definido de densidade. Ao lado das bombas de álcool existe um recipiente transparente contendo a mistura água/álcool e duas bolinhas de densidades diferentes (uma com densidade um pouco maior que a mistura – que fica no fundo do recipiente – e outra com uma densidade um pouco menor que a mistura – que fica na parte superior do recipiente). Quando a proporção água/álcool é alterada, modifica-se a densidade da mistura, fazendo com que as bolinhas fiquem no mesmo lado (as duas na parte superior ou na parte inferior).
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