Mudanças de estado

Mudanças de estado

A transição entre o estado gasoso, líquido e sólido é denominada mudança de estado.

Química

Palavras-chave

mudança de estado, fusão, congelação, ebulição, evaporação, condensação, sublimação, cristalização, líquido, sólido, gás, estado da matéria, propriedade física, temperatura, pressão, transformação, exotérmico, endotérmico, difusão, termodinâmica, química, física, _javasolt

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Cenas

Estados físicos

  • sólido
  • líquido
  • gasoso

A maioria das substâncias pode ocorrer na natureza em mais de um estado da matéria. Os três estados fundamentais da matéria são as fases sólida, líquida e gasosa. Os cientistas descobriram também outros estados da matéria que ocorrem em condições extremas.

Certas substâncias, como a água, podem ser facilmente observadas em todos os três estados fundamentais da matéria, enquanto outras substâncias, como o hélio, são conhecidas em um estado sob condições regulares, mas mudam para outro estado sob condições especiais, como baixas temperaturas ou pressões muito altas.

A diferença mais importante entre os vários estados da matéria é que, devido às diferentes temperaturas ou pressões, as partículas são atraídas umas às outras em extensão diferente.

Sólido

As partículas se movem em substâncias sólidas de forma muito mais lentas do que em substâncias de outros estados da matéria. A força de atração entre as partículas é muito forte e, ainda que ligações se formem entre elas, elas são mantidas em uma posição fixa na qual vibram.

Os sólidos têm volume e forma definidos.

Existem dois tipos de sólidos: cristalinos ou amorfos. Em sólidos cristalinos, as partículas formam um padrão regular de repetição. Exemplos incluem gelo, diamante e grafite. Os sólidos amorfos não possuem um arranjo regular de partículas. Exemplos são cera, betume, vidro e a maioria dos plásticos.

Os sólidos cristalinos têm um ponto de fusão exato, enquanto os sólidos amorfos não têm, derretendo gradualmente.

Não há distinção nítida entre sólidos cristalinos e amorfos: blocos cristalinos podem ocorrer em materiais amorfos. A maioria dos sólidos cristalinos não são monocristalinos (consistindo de um único cristal), mas policristalinos, isto é, um grande número de monocristais mantidos juntos por finas camadas de sólido amorfo.

Líquido

Nos líquidos, as partículas se movem mais rápido que nos sólidos, porém mais lentamente que nos gases.
Como a atração entre as partículas é mais fraca do que nos sólidos, elas não permanecem em uma posição fixa, mas se movem livremente dentro da substância, permanecendo próximas umas das outras.

Líquidos têm volume mas não um formato definido, precisando se adequar a forma do recipiente que o contém. Alguns líquidos mudam de forma com facilidade, enquanto outros resistem mais à deformação. Essa propriedade é chamada viscosidade. Em termos simples, viscosidade refere-se ao atrito entre as partículas do líquido. Embora se diga popularmente que um líquido mais viscoso é mais espesso, viscosidade não tem a ver com densidade. Por exemplo, embora o azeite seja mais viscoso que a água, ele tem uma densidade menor.

Não há diferença acentuada entre líquidos de viscosidade muito alta e sólidos amorfos: o vidro, por exemplo, pode ser considerado um sólido amorfo ou um líquido de viscosidade extremamente alta.

Gasoso

Em substâncias gasosas, as partículas se movem tão rapidamente e estão tão distantes uma das outras que a influência das forças atrativas entre elas é muito menos efetiva. Eles praticamente voam livres e colidem uns com os outros e com a parede do contêiner. A força líquida das partículas que atingem a parede do recipiente é detectada como pressão de gás. Ou seja, a pressão do gás não se deve apenas à massa, mas também ao movimento rápido das partículas.

Os gases não têm volume ou forma definida. Sempre preenchem o espaço disponível, tomando a forma do recipiente.

O vapor é uma substância na fase gasosa, isto é, acima do ponto de ebulição, mas a uma temperatura inferior à sua temperatura crítica. O vapor ainda pode ser condensado em líquido, mas gases com uma temperatura acima da temperatura crítica não podem.

O vapor é água na fase gasosa, formada quando a água ferve ou evapora. O vapor é invisível. Na linguagem cotidiana, no entanto, a palavra "vapor" muitas vezes se refere à névoa branca que se forma acima da água fervente, que é, de fato, a nuvem de gotículas de água visíveis que se forma quando o vapor se condensa.

Mudanças de estado

  • sólido
  • líquido
  • gasoso
  • fusão
  • solidificação
  • evaporação
  • condensação
  • ressublimação
  • sublimação

Durante as transições de fase, não ocorrem mudanças químicas, isto é, as partículas não se alteram, o que muda são suas localização e a velocidade.

O estado da matéria de uma determinada substância é determinado pela temperatura e pela pressão. Uma transição de fase pode ser induzida alterando-se a temperatura ou alterando-se a pressão. Por exemplo, o gelo derrete quando a pressão aumenta, enquanto a água ferve quando a pressão diminui.

A temperatura na qual o derretimento ocorre é chamada de ponto de fusão, e a temperatura em que ocorre a ebulição é chamada de ponto de ebulição. Ambos dependem fortemente da pressão.

Para a maioria das substâncias, tanto o ponto de fusão quanto o ponto de ebulição podem ser precisamente definidos - em relação à pressão, é claro, mas para alguns sólidos amorfos a transição entre dois estados da matéria é contínua, ou seja, eles não têm ponto de fusão definido.

Uma transição direta pode ocorrer do estado sólido para o gasoso em quase todas as substâncias, isto é, substâncias sólidas podem se transformar em gases sem passar pela fase líquida, e vice-versa.

Essa mudança direta é chamada de sublimação. Um exemplo desse processo é o fumegamento do gelo seco. O processo inverso é a deposição, um exemplo disso é a formação de cristais de gelo a partir do vapor de água nas janelas no inverno.

Existem dois tipos de transição do estado líquido para o estado gasoso: evaporação e ebulição. A diferença entre os dois processos é que a evaporação ocorre apenas na superfície do líquido e ocorre a qualquer temperatura. No entanto, durante a fervura, bolhas de vapor se formam dentro do líquido e sobem à superfície, cuja ocorrência só é possível a uma determinada temperatura - o ponto de ebulição, quando a pressão de vapor nas bolhas é alta o suficiente para compensar a pressão atmosférica

Processos

  • fusão
  • solidificação
  • evaporação
  • condensação
  • ressublimação
  • sublimação
  • transferência de calor
  • redução de calor

Narração

A maioria das substâncias pode ocorrer na natureza em mais de um estado da matéria. Os três estados fundamentais da matéria são as fases sólida, líquida e gasosa. Os cientistas descobriram também outros estados da matéria que ocorrem em condições extremas.

A diferença mais importante entre os vários estados da matéria é que, devido às diferentes temperaturas ou pressões, as partículas são atraídas umas às outras em extensão diferente.

As partículas se movem em substâncias sólidas de forma muito mais lentas do que em substâncias de outros estados da matéria. A força de atração entre as partículas é muito forte e, ainda que ligações se formem entre elas, elas são mantidas em uma posição fixa na qual vibram.

Nos líquidos, as partículas se movem mais rápido que nos sólidos, porém mais lentamente que nos gases.
Como a atração entre as partículas é mais fraca do que nos sólidos, elas não permanecem em uma posição fixa, mas se movem livremente dentro da substância, permanecendo próximas umas das outras. Líquidos têm volume mas não um formato definido, precisando se adequar a forma do recipiente que o contém.

Em substâncias gasosas, as partículas se movem tão rapidamente e estão tão distantes uma das outras que a influência das forças atrativas entre elas é muito menos efetiva. Eles praticamente voam livres e colidem uns com os outros e com a parede do contêiner. A força líquida das partículas que atingem a parede do recipiente é detectada como pressão de gás. Ou seja, a pressão do gás não se deve apenas à massa, mas também ao movimento rápido das partículas. Os gases não têm volume ou forma definida. Sempre preenchem o espaço disponível, tomando a forma do recipiente.

Durante as transições de fase, não ocorrem mudanças químicas, isto é, as partículas não se alteram, o que muda são suas localização e a velocidade. O estado da matéria de uma determinada substância é determinado pela temperatura e pela pressão. Uma transição de fase pode ser induzida alterando-se a temperatura ou alterando-se a pressão.

Uma transição direta pode ocorrer do estado sólido para o gasoso em quase todas as substâncias, isto é, substâncias sólidas podem se transformar em gases sem passar pela fase líquida, e vice-versa. Essa mudança direta é chamada de sublimação. Um exemplo desse processo é o fumegamento do gelo seco. O processo inverso é a deposição, um exemplo disso é a formação de cristais de gelo a partir do vapor de água nas janelas no inverno.

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