O que determina o estado em que a matéria se encontra é a proximidade das partículas que a constitui. Temos três estados diferentes da matéria: líquido, sólido e gasoso.
Primeiramente, para estudar esse tema precisamos saber que as substâncias que estão à nossa volta apresentam diferentes estados físicos, conhecidos como “estados físicos da matéria”.
Por exemplo, temos o caso da água: na nossa cozinha podemos achá-la na forma sólida (gelo), na forma líquida (saindo da torneira) e na forma de vapor (como a “fumacinha” que sai da chaleira).
Mas, o que faz com que as substâncias tenham diferentes estados físicos? E o que faz com elas mudem este estado físico? Saiba disso e muito mais com este post de Química para o Enem da professora Munique Dias.
Estados físicos da matéria
Como você já sabe, a matéria pode ser encontrada em três estados: sólido, líquido e gasoso. Mas, precisamos entender como isso acontece e como ficam as moléculas nesses diferentes estados.
De antemão, o que determina o estado em que a matéria se encontra é a proximidade das partículas que as constitui. Essa característica obedece a fatores como:
Força de coesão: faz com que as moléculas se aproximem umas das outras;
Força de repulsão: faz com que as moléculas se afastem umas das outras. Na figura abaixo, podemos observar como age cada uma dessas forças dos três estados físicos da matéria:
Proximidade das partículas em cada estado físico da matéria
Além disso, o volume, a densidade e a forma de um composto podem variar com a temperatura, sendo assim, os compostos apresentam características de acordo com o estado físico em que se encontram.
O que é sólido e suas características
No estado conhecido como sólido, as moléculas da matéria se encontram muito próxima. Sendo assim, possuem forma fixa, volume fixo e não sofrem compressão.
O que é líquido e suas características
Ao contrário do estado sólido, nesse estado as moléculas estão mais afastadas. Assim, os elementos que se encontram nesse estado possuem forma variada, mas volume constante. Além disso, possuem facilidade de escoamento e adquirem a forma do recipiente que os contém.
O que é estado gasoso e suas características
A movimentação das moléculas nesse estado é bem maior do que no estado líquido ou sólido. Assim, se variarmos a pressão exercida sobre um gás, podemos aumentar o diminuir o seu volume. Ou seja, pode-se dizer que sofre compressão e expansão facilmente.
Dessa maneira, os elementos gasosos tornam a forma do recipiente que os contém.
Mudanças de estado físico da matéria
A matéria além de ser encontrada no estado sólido, líquido ou gasoso, pode coexistir em mais de um estado físico. Variações de temperatura e de pressão podem provocar mudanças no estado físico da matéria sem, contudo, alterar a sua composição.
As passagens entre os três estados físicos (sólido, líquido e gasoso) podem ser conferidas na figura abaixo:
Passagens entre os estados físicos da água
Quais são as mudanças de estado físico da matéria?
Fusão
A fusão é a passagem do estado sólido para o líquido.
Solidificação
A solidificação é a passagem do estado líquido para o sólido.
Vaporização
É a passagem do estado líquido para o gás ou vapor.
Condensação
É a passagem do vapor para o estado líquido.
Liquefação
É a passagem do gás para o estado líquido.
Evaporação
É a vaporização lenta, que ocorre na superfície do líquido, sem agitação nem surgimento de bolhas.
Sublimação
É a passagem do estado sólido diretamente para o estado gasoso ou do estado gasoso diretamente para o sólido.
Curva de aquecimento da água
O acompanhamento dos valores de temperatura em função do tempo de aquecimento do gelo até a sua total vaporização nos permite construir a curva de aquecimento da água:
Curva de aquecimento da água
Através do gráfico você pode observar que as temperaturas de fusão (t1 = 00C) e ebulição (t3 = 1000C) não variam. Isso acontece apenas para materiais puros, formado por um único constituinte.
Mas fique atento!
A temperatura de fusão de um material puro é a mesma da sua solidificação, da mesma forma que as temperaturas de ebulição e liquefação são iguais para o mesmo material puro.
Resumo de estados físicos da matéria:
Por fim, resolva os exercícios sobre os estados físicos da matéria e pratique!
Exercícios sobre estados físicos da matéria
1. (UERJ/2018)
Observe no diagrama as etapas de variação da temperatura e de mudanças de estado físico de uma esfera sólida, em função do calor por ela recebido. Admita que a esfera é constituída por um metal puro.
Durante a etapa D, ocorre a seguinte mudança de estado físico:
a) fusão
b) sublimação
c) condensação
d) vaporização
2. (UDESC SC/2018)
À pressão de 1 atm, as entalpias de fusão e a de vaporização da água são, respectivamente, 6,0 kJ/mol e 40,6 kJ/mol, as temperaturas de fusão e vaporização, são, respectivamente, 0 ºC e 100 ºC. As densidades do gelo e da água, ambos a 0ºC, são, respectivamente, 0,92g/mL e 1,00 g/mL.
Acerca dessas informações, assinale a alternativa incorreta.
a) A vaporização da água requer cerca de sete vezes mais energia que o processo de fusão, uma vez que forças intermoleculares são rompidas quase completamente no primeiro caso, enquanto no segundo apenas parcialmente.
b) A entalpia do processo de liquefação de 54 g de água é de –121,8 kJ.
c) Em uma amostra de água pura, durante um equilíbrio de mudança de fase, a temperatura permanece inalterada, mesmo sendo fornecida energia na forma de calor para que a transformação física ocorra.
d) Diferenças no arranjo das moléculas de água no estado sólido em relação ao estado líquido são responsáveis pela diferença nos valores de densidade do gelo e da água líquida.
e) Uma maior quantidade de energia é gasta para fundir 1 mol de água do que para vaporizar a mesma quantidade, e, no processo de fusão, o volume total diminui de 19,6 mL para 18,0 mL.
Gabarito
1) D
2) E
Simulado estados físicos da matéria
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Pergunta 1 de 10
1. Pergunta
(UDESC SC/2017)
A matéria classicamente apresenta três estados físicos que podem se converter entre si, pelas transformações físicas.
Em relação aos estados físicos da matéria, numere as colunas.
(1) Sólido
(2) Líquido
(3) Gasoso
( ) A matéria apresenta volume bem definido, contudo não possui forma definida, assumindo a forma do frasco que o contém.
( ) A matéria apresenta volume e forma variáveis, devido ao afastamento das partículas que formam a matéria neste estado.
( ) A matéria apresenta elevado grau de ordenamento, possuindo volume e forma bem definidos.
Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo.
Correto
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Incorreto
Resposta incorreta. Revise o conteúdo nesta aula sobre os estados físicos da matéria para acertar na hora da prova!
Pergunta 2 de 10
2. Pergunta
(UFPE/2007)
A matéria apresenta-se na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Estes estados possuem características distintas em relação à energia de suas partículas, bem como aspectos macroscópicos de forma e volume. É característica do estado gasoso:
Correto
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Incorreto
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Pergunta 3 de 10
3. Pergunta
(UDESC SC/2017)
O gráfico abaixo representa a temperatura de uma amostra, inicialmente no estado sólido, em função da quantidade de calor absorvida.
Analise as proposições em relação aos números, indicados no gráfico, referentes aos estados físicos da matéria e às suas características.
I. No estado líquido a substância assume a forma do recipiente que o contém. No gráfico, esse estado está representado pelo número 3.
II. O número 2 representa mudança de estado físico, conhecida como sublimação.
III. Uma das características do estado gasoso é que as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço. Devido a isso, nesse estado físico a matéria pode ter a forma e o volume variáveis. No gráfico, este estado físico está representado pelo número 5.
IV. O número 1 representa o estado sólido, que é caracterizado por a substância apresentar volume e forma fixos. Para a amostra em questão, o estado sólido é predominante até a temperatura de 350 K.
V. A ebulição está representada pelo número 4, e este processo é caracterizado pela passagem do estado líquido para o sólido.
Assinale a alternativa correta.
Correto
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Incorreto
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Pergunta 4 de 10
4. Pergunta
(UFPEL RS/2014)
No ciclo da água, temos a presença dos três estados da matéria, o sólido, o líquido e o gasoso, conforme mostra a charge.
Em relação às mudanças de estado da matéria no ciclo da água, é correto afirmar que
Correto
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Incorreto
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Pergunta 5 de 10
5. Pergunta
(ACAFE SC/2011)
“A água, como solvente universal, fomentou a vida no planeta. É a única substância que, nas condições físico-químicas da terra, apresenta-se nos três estados da matéria.”
(MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H. Química para o Ensino Médio.
São Paulo: Scipione, volume único, 2003, p. 198).
Em relação às propriedades físico-químicas da água, assinale a alternativa correta.
Correto
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Incorreto
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Pergunta 6 de 10
6. Pergunta
(ENEM/2013)
Industrialmente é possível separar os componentes do ar, utilizando-se uma coluna de fracionamento. Com este processo, obtêm-se gases como: oxigênio (O2), nitrogênio (N2) e argônio (Ar). Nesse processo o ar é comprimido e se liquefaz; em seguida ele é expandido, volta ao estado gasoso e seus componentes se separam um a um.
A ordem de separação dos gases na coluna de fracionamento está baseada em qual propriedade da matéria?
Correto
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Incorreto
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Pergunta 7 de 10
7. Pergunta
(UEG GO/2015)
A mudança do estado físico de determinada substância pode ser avaliada em função da variação da temperatura em relação ao tempo, conforme o gráfico a seguir. Considere que a 0ºC o composto encontra-se no estado sólido.
No gráfico, encontra-se a substância no estado líquido nos pontos
Correto
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Incorreto
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Pergunta 8 de 10
8. Pergunta
(PUC MG/2014)
O gráfico da temperatura em função do tempo mostra a mudança de estado físico de um material. O material encontra-se inicialmente no estado sólido, passando pela fase líquida e por fim gasosa.
Sobre esse material e suas transformações físicas, é CORRETO afirmar:
Correto
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Incorreto
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Pergunta 9 de 10
9. Pergunta
(UEFS BA/2012)
O estado gasoso tem grande importância teórica e prática. Na prática, os gases são essenciais à vida de todos os seres vivos. Do ponto de vista teórico, pode-se dizer que o comportamento de substâncias no estado gasoso é imprescindível à compreensão das reações químicas. Ao se estudar um gás, a massa, o volume, a temperatura e a pressão devem ser considerados, a exemplo do que ocorre com o nitrogênio, N2(g), a 6,0atm, a 27ºC, em um recipiente de 10,0L, interligado a outro de 14,0L, a igual temperatura, onde foi feito vácuo, e em seguida aberta a válvula que interliga os dois recipientes.
Admitindo-se que o volume da interligação entre os recipientes indeformáveis é desprezível, que o nitrogênio se comporta como gás ideal, que a temperatura permanece constante durante essa transformação e que o sistema gasoso atingiu o estado de equilíbrio físico, é correto afirmar:
Correto
Parabéns! Siga para a próxima questão.
Incorreto
Resposta incorreta. Revise o conteúdo nesta aula sobre os estados físicos da matéria para acertar na hora da prova!
Pergunta 10 de 10
10. Pergunta
(UFGD MS/2011)
O estado mais simples da matéria é um gás. Sobre o comportamento de um sistema gasoso, leia as seguintes afirmações.
I. Gases são facilmente compressíveis, preenchem o espaço disponível e suas moléculas possuem movimento caótico incessante.
II. A energia cinética média das moléculas de um gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
III. A pressão de um gás é o resultado das colisões das moléculas com as paredes do recipiente.
IV. As moléculas se movimentam sem colidirem com as paredes do recipiente que as contém.
Assinale a alternativa que apresenta informações corretas.
Correto
Parabéns! Siga para a próxima questão.
Incorreto
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Sobre o(a) autor(a):
Munique é formada em química pela UFSC, tem mestrado e doutorado em Engenharia Química, também pela UFSC.
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