[GER-QU] 3.1 – Apostila

ESTADOS FÍSICOS E MUDANÇAS DE ESTADO

1) Estados Físicos:

A matéria existe em três estados físicos: o sólido, o líquido, o gasoso. Poderíamos aqui exemplificar uma série de substân­cias sólidas, líquidas ou gasosas mas, no que se diferenciam estes estados físicos?

A análise externa, ou seja, visual nos dá algumas diferenças importantes:

Numa análise interna, ou seja, microscópica algumas carac­terísticas destes três estados devem ser lembradas:

Sólido • Força de atração (coesão) bastante forte entre as partículas, por isso permanecem muito unidas entre si.
• Partículas vibram na posição onde se encontram, mas não se locomovem.
• Partículas seguem uma ordem geométrica definida.
Líquido • Partículas menos unidas entre si que as do sólido devido à menor força de coesão.
• As partículas vibram e caminham desordenadamente mudando constantemente de posição, mas mantêm sempre a distância entre si.
Gasoso • As partículas tendem a ficar afastadas umas das outras devido à força de repulsão existente entre elas.
• As partículas vibram com muita intensidade e em todas as direções, procurando sempre ocupar todo o recipiente que as contém.

 

2) Mudança de Estado Físico:

Como vimos, os estados físicos da matéria possuem deter­minadas características macroscópicas e microscópicas que resultam da forma de agregação das partículas, esta forma de agregação está intimamente relacionada com condições como temperatura e pressão. O calor e a pressão atuam sobre as partículas de modo a alterar as forças (de repulsão e coesão) existentes entre elas, alterando desta maneira o estado físico da substância.

 

a) Fusão:

É a passagem do estado físico sólido para o estado físico líquido, com o aumento de temperatura. São exemplos de fusão: O derretimento da parafina quando se acende a vela, o gelo tornando-se água, o açúcar derreten­do-se por aquecimento, etc…

Quando provocamos a fusão com aumento de temperatura nós estamos fornecendo calor ao sólido, e este é chamado de processo endotérmico. O processo contrário, onde o siste­ma libera calor é chamado de processo exotérmico.

 

b) Solidificação:

É a passagem do estado físico líquido para o estado físico sólido, com diminuição de temperatura. Exemplo de solidificação: fabricação de gelo pela diminui­ção de temperatura da água.

Lembre-se: quando provocamos a solidificação de um líquido com diminuição de temperatura nós estamos retirando calor do líquido.

A fusão e a solidificação são fenômenos contrários e, por esse motivo, para uma mesma substância, a temperatura de fusão é igual a de solidificação. Por exemplo: O ponto de fusão do gelo (temperatura em que o gelo vira água líquida) é 0ºC. O ponto de solidificação da água (temperatura na qual a água vira gelo) também é 0ºC.

 

c) Vaporização:

É a passagem do estado físico líquido para o gasoso, com aumento de temperatura. Há três maneiras distintas de vaporização:

  1. Evaporação: vaporização lenta que ocorre na superfície do líquido, podendo acontecer em qualquer temperatura acima do ponto de fusão.
    Ex.: roupa secando no varal
  2. Ebulição: vaporização tumultuosa, é quando todo o líquido está na temperatura ideal para mudar de estado.
    Ex.: água em ebulição em uma panela.
  3. Calefação: é quando o líquido é submetido a uma tem­peratura muito superior à necessária para vaporizar.
    Ex.: Um bom exemplo dela é o processo que ocorre durante a fritura de algum alimento.

 

d) Liquefação (Condensação):

É a passagem do estado físico gasoso para o líquido com a diminuição de temperatura. Exemplo: No inverno um veículo permanecendo em um lugar aberto torna-se úmido devido à Liquefação do vapor d’água contido no ar atmosférico.

A vaporização e liquefação são fenômenos contrários. Por esse motivo, para uma mesma substância, a temperatura de vaporização é igual a temperatura de liquefação.

O termo condensação significa o mesmo fenômeno que Liquefação, só que o primeiro é utilizado apenas para subs­tâncias que são líquidas na temperatura ambiente, ou seja, a 25ºC. Exemplos: água, álcool, éter, etc…

 

e) Sublimação:

É a passagem do estado físico sólido, para o gasoso, ou vice-versa, sem que haja formação de líquido.

Nota: a sublimação é um fenômeno que não ocorre com qualquer substância. A naftalina, o iôdo, o gelo seco, são exemplos de substâncias que sublimam.

 

Esquema Geral

3) Considerações Finais:

a) Pressão Atmosférica

O termo pressão pode ser definido, de uma forma bem sim­plificada, como a atuação de um força sobre uma determina­da área. A pressão atmosférica é a pressão exercida pela mas­sa de ar da atmosfera sobre a superfície terrestre. Ao nível do mar esta pressão vale 1 atm ou 760 mm de Hg (mercúrio)

 

Será que a pressão pode exercer alguma influência na mudan­ça de estado de uma substância?

Resposta: Sim

 

Quanto maior a pressão sobre a superfície de um líquido maior será seu ponto de ebulição. Assim, os líquidos tem uma temperatura de ebulição mais alto no nível do mar, do que teriam no alto de uma montanha.

 

Uma substância pode mudar de estado variando-se somente a pressão externa?

Resposta: Sim

 

  • O gás de botijão é um exemplo de Liquefação com o au­mento de pressão.
  • O éter entra facilmente em ebulição diminuindo-se a pres­são sobre a superfície do recipiente.
  • Um cubo de gelo derrete com facilidade se for pressionado.