Preparamos uma nova trilha de Química, da série Explica do Zero, para que você possa aprender os diferentes estados físicos da matéria e as mudanças que ocorrem entre eles.
Na natureza, as substâncias se encontram em determinado estado físico de acordo com a temperatura e a pressão a que estão submetidas. Assim, uma substância pode passar de um estado para outro, aquecendo ou resfriando, ou ainda, quando alteramos a pressão exercida sobre ela.
Vamos recordar este conteúdo?
Neste resumo você vai estudar:
- estados de agregação da matéria
- mudanças de estados físicos
Videoaula sobre os estados de agregação e agitação da matéria
O estado físico de uma substância depende do grau de agregação entre as partículas que a constituem. No vídeo a seguir, a professora Larissa explica como isso acontece. Veja:
Resumo sobre os estados de agregação e agitação da matéria
Agora que você viu a aula da professora Larissa, vamos a um pequeno resumo para organizar o que você aprendeu:
No estado sólido, há pouca energia e ocorre baixa movimentação entre as moléculas, pois elas se encontram muito próximas umas das outras. Dessa forma, essas partículas apresentam uma grande organização molecular, devido à alta força de atração entre elas.
Nesse estado, a forma e o volume são constantes. Ou seja, não se alteram, caso a pressão e a temperatura sejam mantidas. Por exemplo, se a temperatura do congelador da sua geladeira permanecer a -20ºC, os cubos de gelo que estão lá não mudarão de formato, nem de volume.
Já no estado líquido ocorre um maior espaço entre as moléculas, com uma força de atração menor em relação ao estado sólido.
Consequentemente, nesse estado, a forma é variável. Assim, as substâncias líquidas têm a forma de acordo com o recipiente onde estão contidas. Entretanto, o seu volume é constante.
Por fim, no estado gasoso, as partículas estão com grande movimentação e com um alto grau de agitação. Isso permite que suas moléculas se espalhem por todo o recipiente em que se encontram.
Dessa maneira, nesse estado físico da matéria, as partículas apresentam fraca atração entre si e baixa agregação. Logo, a forma e o volume das substâncias gasosas são variáveis, de acordo com o recipiente em que estão contidos.
Como funcionam as mudanças de estados físicos?
Como vimos no início da nossa trilha de aprendizado, as mudanças de estados físicos estão relacionadas com a variação de temperatura e de pressão sofrida pelas moléculas.
Entretanto, preciso que você lembre também que o aumento da temperatura faz com que as moléculas se afastem. Isso porque, aumentar a temperatura significa aumentar a energia fornecida às moléculas, aumentando sua agitação.
Já o aumento da pressão, faz com que elas fiquem mais próximas umas das outras. Isso acontece porque ao aumentar a pressão estamos “apertando” as moléculas, fazendo com que fiquem mais juntinhas umas das outras, limitando os seus movimentos.
Videoaula sobre as mudanças de estados físicos
Agora que você relembrou esses conceitos básicos, queremos te fazer uma pergunta:
Será que há uma temperatura exata em que as substâncias mudam de estado físico?
Para te ajudar a responder a esta pergunta, veja o vídeo a seguir, no qual a professora Larissa te ensina tudo sobre temperatura, pressão e mudança de estado físico:
Como você acabou de aprender com a aula da professora Larissa, a resposta para a pergunta acima é SIM! E, para compreender como ocorre o fenômeno da mudança de estado físico, temos que lembrar dos pontos de fusão e de ebulição.
O ponto de fusão é a temperatura na qual certa matéria passa do estado sólido para o estado líquido. Cada substância tem seu ponto de fusão específico. Por exemplo, o ponto de fusão da água é 0ºC.
Já o ponto de ebulição é a temperatura na qual determinada matéria passa do estado líquido para o estado gasoso. No caso da água, na pressão de 1atm, o ponto de ebulição é de 100ºC.
Perceba que destaquei acima o ponto de ebulição da água na pressão de 1atm, que é a pressão a que estamos submetidos ao nível do mar. Isso porque, em pressões diferentes, o ponto de ebulição e o de fusão irá se alterar.
Quer conferir um exemplo prático?
Imagine que um alpinista tenha conseguido chegar ao cume do Everest (8.800 m de altura) e, para comemorar, queira fazer um macarrão instantâneo (as opções não são muitas lá em cima, fazer o quê?).
A essa altitude, a pressão atmosférica é de 0,14 atm, ou seja, muito menor que ao nível do mar. Sendo assim, há muito menos pressão sobre as moléculas de água, o que permite que elas se agitem muito mais livremente. Dessa forma, é necessário menos energia para que elas fiquem mais afastadas umas das outras. Portanto, no cume do Everest, a água ferverá a 72ºC.
O alpinista precisará de menos calor para fazer a água ferver, entretanto, o macarrão levará mais de 3 minutos para ficar pronto.
Quais são as mudanças de estado físico
Para finalizar a sua revisão, falta apenas relembrar os nomes de cada uma das mudanças que ocorrem entre um estado e outro da matéria. Para isso, veja a explicação da professora Larissa no vídeo a seguir:
Nomes das mudanças de estado físicos
Com essa explicação ficou fácil, não é mesmo? E, para deixar tudo ainda mais organizado, se liga no resumo a seguir!
Fusão
O processo de fusão ocorre na passagem do estado sólido para o estado líquido, com o aumento da temperatura do sistema. Como exemplo, podemos citar o derretimento de uma pedra de gelo.
Vaporização
O processo de vaporização ocorre na passagem do estado líquido para o estado gasoso. Dependendo de como é feita, este processo pode ser chamado de ebulição e de evaporação.
A ebulição é um processo dinâmico, muito rápido, onde a substância atinge a temperatura de ebulição. Como exemplo citamos a água fervendo para fazer café ou chá.
Já evaporação é um processo lento e gradativo, em que a substância não atinge a temperatura de ebulição. Como exemplo podemos citar quando colocamos a roupa no varal para secar ou uma poça de água seca naturalmente.
Sublimação
O processo de sublimação, por sua vez, é a passagem do estado sólido direto para o estado gasoso. Como exemplo deste processo, podemos citar o uso das pomadas que apresentam na sua composição química princípios como a cânfora e o mentol, que agem para desobstruir as vias aéreas.
Esse fenômeno ocorre pela sublimação em condições ambientais. O processo inverso ocorre pela diminuição da temperatura do sistema.
Condensação
O processo de condensação ocorre quando uma substância no estado gasoso entra em contato com uma superfície com temperatura mais baixa. Assim, a condensação é a passagem do estado gasoso para o estado líquido. Como exemplo, podemos lembrar quando estamos tomando banho quente, e o espelho fica todo embaçado.
Solidificação
O processo de solidificação ocorre pela diminuição ainda maior da temperatura, onde um líquido volta para o estado sólido. Como exemplo, podemos lembrar de quando colocamos água nas formas de gelo e levamos ao congelador.
Infográfico sobre as mudanças de estado físico
Para fixar melhor este conteúdo, confira o infográfico abaixo.
Exercícios
Questão 1 – (UDESC-2017/2):
A matéria classicamente apresenta 3 estados físicos que podem se converter entre si, pelas transformações físicas. Em relação aos estados físicos da matéria, numere as colunas:
( ) a matéria apresenta volumes bem definidos, 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 de ornamento, possuindo volume e forma definidos.
- sólido
- líquido
- gasoso
Assinale a alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo:
- 3-1-2
- 1-3-2
- 3-2-1
- 2-3-1
- 2-1-3
Questão 2 – (Vunesp-2018):
O naftaleno, comercialmente conhecido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, funde em temperaturas superiores a 80ºC. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura ambiente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduo.
Essa observação pode ser explicada pelo fenômeno da:
a) fusão
b) sublimação
c) solidificação
d) liquefação
e) ebulição
Questão 3 – (ENEM-2019):
O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase, e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico.
Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera. A transformação mencionada no texto é a:
- fusão
- liquefação
- evaporação
- solidificação
- condensação
Questão 4 – UFMG-2018:
Imaginem um copo cheio de refrigerante bem gelado. O copo está suado, e há gelo no refrigerante. Quais os fenômenos físicos envolvidos?
- vaporização e condensação
- sublimação e fusão
- condensação e fusão
- condensação
- fusão
Gabarito:
Questão 1: d
Questão 2: b
Questão 3: c
Questão 4: c
