Aula 6-43: Estados físicos da matéria

Fases (estados físicos da matéria)

Por ora, estudaremos três estados físicos da matéria:

Estado sólido: ⚛ Forma e volume bem definidos; ⚛ Partículas próximas umas das outras e ligadas por forças elétricas intensas; ⚛ Em virtude da ligação intensa, não há movimentação de partículas umas em relação as outras no interior do corpo.

Estado líquido: ⚛ Volume bem definido; ⚛ A forma da massa líquida é a mesma do recipiente que a contém ⚛ Partículas não tão próximas, mas ainda com atuação de forças entre elas; ⚛ Há movimentação das partículas no interior do líquido.

Estado gasoso: ⚛ Volume e forma do recipiente que contém a massa gasosa; ⚛ Partículas praticamente livres umas das outras; ⚛ Movimentação desorganizada das partículas no interior do recipiente.

 

 

Processos de mudança de fases

Uma substância, ao receber ou ceder energia, poderá alterar a maneira com que os seus atomos se organizam para compô-la, ao acontecer isso, ela poderá ir de uma fasa a outra. A imagem ao lado fornece as nomenclaturas que distinguem os processos de troca

 

VAPORIZAÇÃO: Uma substância pode ir de uma fase a outra de diferentes modos. O processo que conduz uma substância do estado liquido ao gasoso é genericamente chamado vaporização. Este processo pode ocorrer de pelo menos 3 modos distintos; a cada um destes modos damos um nome diferente:

 

◦ EVAPORAÇÃO: Processo em que o líquido se converte em gás espontaneamente, normalmente por influência do calor solar. Neste processo, a água se converte em gás mesmo em temperatura ambiente.

 

◦ EBULIÇÃO: Processo não espontâneo, forçado, em que submetemos o líquido elevadas quantidades de calor e ele se converte ao largo de um intervalo de tempo considerável (Ex.: Água fervendo na chaleira)

 

◦ CALEFAÇÃO: Neste processo, transfere-se muita energia para o líquido e muito rapidamente, Este processo de conversão é, pois, praticamente instantâneo.

LIQUEFAÇÃO OU CONDENSAÇÃO

 

◦ LIQUEFAÇÃO: Chamamos liquefação o processo que conduz um gás do estado gasoso ao estado líquido.

 

◦ CONDENSAÇÃO: Chamamos condensação o processo que conduz um vapor do estado gasos ao estado líquido.

 

 

Fatores que influenciam nos pontos de mudança de fase

Pelo menos dois fatores influenciam nos pontos de fusão e ebulição de determinada substância:

 

➔ PRESSÃO EXTERNA: Os pontos de fusão e ebulição variam de acordo com a pressão externa à substância analisada, pois quanto maior for a pressão agindo sobre a substância, maior será a quantidade de energia necessária para fazer com que um arranjo molecular se modifique.

 

➔ IMPUREZAS: As impurezas na substância podem modificar o arranjo molecular dela, fazendo com os pontos de fusão e ebulição variem.

 

Abaixo temos uma tabela que apresenta algumas substâncias, sem impurezas, e os seus respectivos pontos de mudanças de fase, na pressão de 1 atm.

 

Substância	Ponto de fusão (°C)	Ponto de ebulição (°C)
Oxigênio	- 218	- 183
Metano	- 183	- 162
Água	0	100
Alumínio	660	2519
Prata	692	2162
Ouro	1064	2856
Ferro	1568	2861

 

 

Sobrefusão

Sobrefusão é um estado físico metaestável (não estável) da matéria. Em algumas ocasiões, quando resfriamos um líquido a uma temperatura a baixo do seu ponto de fusão, sem submetê-lo a perturbações, pode acontecer de que o líquido permaneça líquido numa temperatura de fusão.

Para fazermos com que este líquido em sobrefusão se solidifique basca aplicarmos sobre ele uma perturbação.

 

 

Diagrama de fases

Diagrama de fases é um gráfico que nos indica a fase de uma substância em função de sua temperatura e pressão. Cada substância possui, obviamente, um diagrama de fases diferente. Abaixo vemos o diagrama de fases da água:

Obs.: O ponto triplo da água ocorre quando a submetemos a uma pessão de 0,0006 atm e a uma temperatura de 0,01 °C. Nestas condições, encontraremos água nos três estados físicos da matéria: água sólida, líquida e gasosa.