A quantidade de matéria nas ciências clássicas

Abstract

Recebido em 7/8/08; aceito em 3/4/09; publicado na web em 10/8/09 THE CHEMICAL AMOUNT IN CLASSICAL SCIENCES. The chemical amount values vary in a discrete or continuous form, depending on the approach used to describe the system. In classical sciences, the chemical amount is a property of the macroscopic system and, like any other property of the system, it varies continuously. This is neither inconsistent with the concept of indivisible particles forming the system, nor a mere approximation, but it is a sound concept which enables the use of differential calculus, for instance, in chemical thermodynamics. It is shown that the fundamental laws of chemistry are absolutely compatible to the continuous concept of the chemical amount.Keywords: chemical amount; discrete and continuous media; thermodynamics. INTRODUÇÃOApós ser experimentalmente evidenciado que a matéria é descontínua, sendo formada por partículas que, a menos que se percam as características físicas e químicas da amostra sob análise, são indivisíveis, desapareceu a histórica dúvida sobre a estrutura da matéria. Mas, dependendo da opção para o seu estudo, demonstra-se experimentalmente que a matéria pode ser tratada como contínua (como, por exemplo, ocorre na mecânica e na termodinâmica clássicas), o que significa que a sua densidade seria positiva em todos os pontos geométricos da amostra, variaria de modo contínuo de um ponto para outro 1 e a amostra poderia ser infinitamente dividida, sem perder as suas características. A questão passou a ser, então, porque as teorias clássicas, que consideram contínuo o meio material, conseguem descrevê-lo tão bem no enfoque macroscópico, não obstante esta incorreção.Um conjunto de valores discretos pode ser finito (como, por exemplo, 4, 6, 8, 12, 20, que é o conjunto dos números de faces dos cinco poliedros regulares) ou infinito (como, por exemplo, o conjunto dos números inteiros positivos e o conjunto dos níveis de energia eletrônica de um átomo). Em ambos os casos, os elementos do conjunto são enumeráveis ou contáveis, porque valores discretos são contáveis.2 Já valores contínuos são mensuráveis, o que quer dizer que são comparáveis a um padrão.A massa de uma amostra de substância pura é proporcional à quantidade de matéria nesta amostra, sendo a constante de proporcionalidade dada pela massa molar. Isto indica que, de acordo com o enfoque adotado, ou ambas as propriedades variam de modo discreto, ou ambas variam de modo contínuo. Porém, sabe-se que em toda amostra (macroscópica ou não) de qualquer material existe um número inteiro de partículas e que, no caso de uma substância pura, os valores da quantidade de matéria e da massa, na amostra, são proporcionais a este número (as constantes de proporcionalidade são dadas, respectivamente, pelo inverso da constante de Avogadro e pelo produto deste inverso pela massa molar). Isto, aparentemente, nega a possibilidade de variação contínua dos valores da quantidade de matéria e da massa.Considerar que a variação contínua é uma aproximação, aceitá-vel devido ao enorme...

Campo quantidade de matéria e modelagem constitutiva em um sistema reacional com difusão

“…Para cada espécie química presente no sistema, sua quantidade de matéria é definida pela relação entre a massa da espécie considerada e a sua massa molar, ou seja, W m N  , onde N é a quantidade de matéria e W a massa molar desta espécie química, sendo ambas positivas. A quantidade de matéria de determinada espécie química é imagem de uma função do volume e do tempo, contínua em relação a ambos e aditiva em relação ao volume [21]. De fato, como massa e quantidade de matéria são diretamente proporcionais para a mesma espécie química, não poderia ser outro o comportamento da função cuja imagem é a quantidade de matéria de determinada espécie.…”