Na natureza, as substâncias podem ser encontradas em três diferentes fases, as quais são denominadas de fase sólida, fase líquida e fase gasosa. Os fatores que determinam o estado em que as substâncias se encontram são a temperatura e a pressão. Ou seja, para cada fase os materiais possuem temperatura e pressão diferente. Por exemplo, o ferro em condições ambientes apresenta-se no estado sólido, mas se elevarmos a sua temperatura, passará a ser líquido. O mesmo acontece com a água. Em condições ambiente esta substância se encontra no estado líquido, contudo, se abaixarmos a sua temperatura, passará para o estado sólido. Show Todas as vezes que uma substância muda de um estado para outro como, por exemplo, do sólido para o líquido, dizemos que ela sofreu uma mudança de estado ou mudança de fase. Isso acontece sempre que fornecemos calor a uma substância. Ao fazer isso, provocamos o aumento no grau de agitação dos átomos que constitui a substância, e esse aumento faz com que a força de ligação entre eles seja alterada, provocando, dessa forma, a mudança de fase. Todavia, essa mudança de estado também pode acontecer quando retiramos calor de uma substância, neste caso, a força de ligação entre os átomos será maior. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Estado Sólido É o estado em que os átomos que formam as substâncias se encontram fortemente ligados através de forças muito intensas. Os átomos não sofrem movimento de translação, mas estão em constante estado de vibração ao redor da sua posição de equilíbrio. Todas as substâncias que se encontram nessa fase apresentam as seguintes características: • Forma geométrica definida e volume constante; Estado Líquido Neste estado, as forças existentes entre os átomos são mais fracas, assim eles ficam mais afastados uns dos outros, possuem maior liberdade de vibração, de modo que podem sofrer pequenos movimentos de translações no interior do líquido. As substâncias que se encontram nesse estado possuem como característica principal o fato de não apresentarem forma própria, mas o seu volume se mantém sempre constante. Estado Gasoso Nesta fase, os átomos das substâncias se movimentam livremente em todas as direções, fato este que não acontece com os átomos das substâncias que se encontram nos estados sólido e líquido. A movimentação desordenada dessas partículas acontece porque a força de ligação entre os átomos é tão pequena que se torna praticamente nula, sendo assim, as substâncias que se encontram nesse estado não apresentam forma e volume definido. Por Marco Aurélio da Silva As mudanças de estado físico incluem fusão, vaporização, solidificação, liquefação ou condensação e sublimação.
 Conforme explanado no texto Estados Físicos da Matéria, os três estados físicos ou de agregação básicos da matéria são sólido, líquido e gasoso. Eles diferenciam-se exatamente pela organização das suas partículas constituintes, ou seja, por sua agregação, se estão próximas ou afastadas umas das outras. No estado sólido, as partículas encontram-se mais juntas; no estado líquido, possuem maior liberdade de movimentação; e, no estado gasoso, estão bem afastadas umas das outras. Todas as substâncias podem ser encontradas nesses três estados físicos, a depender apenas de duas grandezas: a temperatura e a pressão. Alterando essas duas grandezas, podemos mudar o estado de agregação das substâncias. A temperatura e a pressão atuam de formas contrárias, enquanto o aumento da temperatura faz com que as moléculas afastem-se, o aumento da pressão faz com que elas fiquem mais próximas umas das outras. Um exemplo é a solubilidade do gás dióxido de carbono usado nos refrigerantes. No momento da fabricação, uma pressão muito grande e temperaturas baixas são aplicadas para que o gás passe para o estado líquido, solubilizando-se. Quando abrimos a tampa do refrigerante, o gás sai mais rapidamente porque diminuímos a pressão. Além disso, quanto maior estiver a temperatura, também maior será a velocidade de saída do gás. Mas considerando a pressão atmosférica normal, que é ao nível do mar e igual a 1 atm ou 760 mmHg, para mudarmos os estados físicos das substâncias, é preciso haver apenas um aumento ou diminuição da temperatura. Considere um cubo de gelo a -20 ºC sob pressão de 1 atm, por exemplo. As suas moléculas estão bem unidas e é por isso que sua estrutura é rígida, apresentando volume e formato definidos. Mas se quisermos passar esse gelo para o estado líquido, é necessário que suas moléculas separem-se mais. Para tal, é preciso introduzir energia ao sistema, de modo que ela possa “vencer” as forças intermoleculares existentes entre as moléculas de água, que estão unidas por ligações de hidrogênio, que são bastante intensas.
Se aquecermos o sistema, a temperatura aumentará gradativamente até atingir o ponto de fusão ou temperatura de fusão. A palavra fusão corresponde à mudança do estado sólido para o líquido, que, no caso da água, ocorre em 0ºC ao nível do mar. Nesse momento, a temperatura permanecerá constante até que todo o gelo passe para o estado líquido, ou seja, vão coexistir os estados sólido e líquido. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Quando tudo tiver passado para o estado líquido, a temperatura continuará aumentando e as moléculas separar-se-ão cada vez mais até atingir o ponto de ebulição. A ebulição é a passagem do estado líquido para o gasoso (ou vapor, no caso da água), de modo uniforme, quando se aumenta a temperatura. Mas existem ainda mais outras duas formas de passagem do estado líquido para o gasoso, que são a evaporação e a calefação. Veja a seguir a diferença entre as mudanças de estado chamadas de vaporização, evaporação, ebulição e calefação:
O ponto de ebulição da água ao nível do mar é 100ºC, e a temperatura permanece constante até que todo o líquido passe para o estado de vapor. Posteriormente, a temperatura do vapor continuará subindo, indo para 101ºC, 102ºC, 103ºC e assim sucessivamente.
O processo inverso ocorre pela diminuição da temperatura do sistema. Quando diminuímos a temperatura, o vapor de água, quando atinge 100ºC, começa a passar para o estado líquido. Essa mudança de estado é chamada de liquefação ou condensação. É o que ocorre, por exemplo, quando as nuvens condensam-se e formam a chuva. Diminuindo ainda mais a temperatura do líquido, ele atinge 0ºC e começa a passar para o estado sólido. Essa mudança do estado líquido para o sólido é denominada solidificação. Existe ainda outra mudança de estado físico, que é a sublimação. Ela ocorre quando a substância passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso ou vice-versa. Esse fenômeno ocorre com o gelo-seco e com a naftalina, por exemplo. Resumidamente, temos as seguintes cinco mudanças de estado físico:
Aproveite para conferir nossas videoaulas relacionadas ao assunto: Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça Qual a relação entre o calor e a mudança de estado físico?Estados físicos da matéria
Quando há mudança de estado físico em substâncias puras a temperatura não varia. Nesse caso, o corpo recebe calor para mudar o seu estado físico, mas não altera a sua temperatura. Da transformação entre os estados físicos derivam a fusão, vaporização, condensação ou liquefação e sublimação.
Qual a relação da temperatura com os estados físicos da matéria?Ao receber energia térmica, um corpo no estado sólido sofre um aumento da temperatura. Seus grupamentos atômicos, então, passam a vibrar com maior intensidade. Esse aumento da vibração dos grupamentos atômicos ocorre até uma determinada temperatura, de acordo com a característica de cada substância.
Quais as mudanças de estado físico que libera calor?Esses dois processos citados – fusão e vaporização – são processos endotérmicos, pois absorvem energia.
O que acontece com a temperatura durante a mudança de estado?Se aquecermos o sistema, a temperatura aumentará gradativamente até atingir o ponto de fusão ou temperatura de fusão. A palavra fusão corresponde à mudança do estado sólido para o líquido, que, no caso da água, ocorre em 0ºC ao nível do mar.
|
Qual a relação entre o calor e a mudança de estado físico?
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 paraquee Inc.
