Mudanças de Estado Físico da Matéria

Existem três tipos de estados físicos da matéria, sendo estes: sólido, líquido e gasoso.

O que caracteriza e define um estado físico de um corpo são as forças que atuam no interior deste. A força de coesão é a força que tende a aproximar as partículas e a força de repulsão é a força que tende a afastar as partículas.

Quando a força de coesão supera a força de repulsão, a substância apresenta-se na fase de agregação chamada de sólido. Quando as forças de repulsão e de agregação apresentam a mesma intensidade está-se perante um líquido e quando a força de repulsão supera a força de coesão, tem-se um gás.

Estes estados físicos distinguem-se uns dos outros pela sua forma e volume, entre outros fatores. O estado sólido apresenta forma e volume constantes, pois as moléculas deste encontram-se muito próximas umas das outras, existindo assim forte atração entre elas. Já os líquidos apresentam forma variável e volume contante, isto porque a forma e a posição relativa das suas moléculas é variável, adaptando-se conforme o corpo e estas mesmas moléculas estão relativamente próximas, assim a força de atração é mediana. As substâncias que se encontram no estado gasoso apresentam forma e volume variáveis uma vez que a força de atração entre as partículas é nula, pois as moléculas encontram-se distantes umas das outras, desorganizadas e com movimentos intensos.

Havendo alteração de temperatura e/ou pressão pode-se fazer com que as substâncias passem de um estado para outro.

De um modo geral, o aumento da temperatura e a redução da pressão favorecem o estado gasoso e o inverso favorece o estado sólido.

 A cada mudança de estado físico atribui-se uma determinada designação, que vão ser enunciadas seguidamente.

  • Fusão

A fusão é a passagem do estado sólido para o estado líquido. Este processo dá-se quando os corpos, no estado sólido, recebem calor, provocando um aumento de temperatura até ao ponto em que a agitação das partículas passa a ser tanta que a estrutura deixa de ser cristalina e passam a ter uma movimentação mais elevada característica dos líquidos.

Durante a fusão a temperatura mantém-se constante.

Por exemplo, um pedaço de gelo à temperatura de -8⁰C quando recebe calor chegará à temperatura de 0⁰C e nesse ponto irá começar a passar do estado sólido para o estado líquido. Durante este processo a temperatura do bloco de gelo restante e a temperatura da água líquida que se vai formando será de 0⁰C. Quando todo o gelo estiver derretido, a temperatura da água começará a subir até atingir o equilíbrio térmico com o meio ambiente.

A temperatura de fusão é, portanto, a temperatura à qual ocorre a passagem do estado sólido para o estado líquido. Para cada substância existe uma determinada temperatura de fusão característica.

  • Solidificação

A solidificação caracteriza-se por ser a passagem do estado líquido para o estado sólido. Esta passagem verifica-se quando é retirado calor do corpo no estado líquido, ou seja, há uma diminuição na sua temperatura até ao ponto em que a agitação das partículas diminui tanto que passam a vibrar segundo uma estrutura cristalina.

A temperatura de solidificação é a temperatura à qual ocorre a passagem do estado líquido para o estado sólido.

Mais uma vez, durante este processo, a temperatura permanece constante.

  • Vaporização

A vaporização é a passagem do estado líquido para o estado gasoso e pode ocorrer por dois processos, sendo estes a evaporação e a ebulição.

  • Evaporação

A evaporação ocorre a qualquer temperatura e o seu processo dá-se de um modo lento.

As roupas colocadas no estendal, a secar, são um bom exemplo deste processo.

Este processo ocorre devido ao facto de algumas moléculas do líquido, que estão em movimento, conseguem escapar da superfície do mesmo.

A velocidade de evaporação depende de três fatores:

– Quanto maior for a temperatura do líquido maior será a energia das moléculas que se encontram próximas da superfície, portanto maior vai ser a velocidade de evaporação. Por exemplo, a água a uma temperatura de 80⁰C evapora mais rápido do que a uma temperatura de 20⁰C.

– Quanto maior for a superfície do líquido em contacto com o ar, maior será a velocidade de evaporação. Por exemplo, um líquido contido num prato evapora mais rapidamente do que se este estiver numa garrafa.

– Quanto maior a humidade próxima da superfície do líquido, menor irá ser a velocidade de evaporação porque as moléculas que se desprendem da superfície vão encontrar o espaço já ocupado por outras moléculas. Por exemplo, em dias muito húmidos, a roupa estendida demora mais tempo a secar.

  • Ebulição

A ebulição ocorre a uma determinada temperatura, característica de cada líquido, chamada temperatura de ebulição.

Cada substância possui uma determinada temperatura de ebulição e a mesma permanece constante ao longo do processo.

Por exemplo, a temperatura de ebulição da água é de 100⁰C e esta permanece a esta temperatura durante todo o processo de ebulição da mesma.

  • Condensação

A condensação é a passagem do estado gasoso para o estado líquido. Este processo ocorre quando se retira calor de uma substância que está em ebulição.

Quando uma substância gasosa inicia a condensação, a temperatura fica inalterada até que toda a substância gasosa fique no estado líquido e só depois disso é que a temperatura continua a baixar.

Como exemplos de condensação tem-se o orvalho e a geada.

O orvalho forma-se quando o vapor de água presente no ar condensa ao entrar em contacto com superfícies mais frias que o ar. Se a temperatura estiver demasiado baixa, a água pode congelar sobre as superfícies frias formando uma camada de gelo à qual se dá o nome de geada.

  • Sublimação

A sublimação é a passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso, por aquecimento, sem passar pelo estado líquido. Este processo ocorre na naftalina, por exemplo.

  • Cristalização

A cristalização é a passagem do estado gasoso diretamente para o estado sólido, sem passar pelo estado líquido.

Por exemplo, o iodo cristalino quando aquecido evapora. Se for colocada uma superfície fria logo acima da evaporação notar-se-á que o mesmo se liga à superfície na forma de pequenos cristais.

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