Mudanças de Estado Físico
Você já reparou como a água pode ser líquida, virar gelo ou se transformar em vapor?
Essas mudanças entre os estados físico da matéria são chamadas de mudanças de estado físico.
Quero te mostrar todas as mudanças de estado físico que existem e a importância dessas transformações.
1. Os Tipos de Mudança de Estado
Existem cinco tipos principais de mudanças de estado físico, e cada uma delas ocorre quando alteramos a temperatura ou a pressão de uma substância:
1️⃣ Fusão: Quando um sólido vira líquido. Exemplo: o gelo derretendo para virar água.
2️⃣ Solidificação: O oposto da fusão, quando um líquido vira sólido. Exemplo: a água se transformando em gelo no congelador.
3️⃣ Vaporização: Quando um líquido vira gás. Esse processo pode acontecer de três formas diferentes (vamos falar mais sobre isso já, já!).
4️⃣ Condensação: Quando o gás se transforma em líquido. Exemplo: o vapor d’água formando gotinhas na tampa de uma panela quente.
5️⃣ Sublimação: Quando o sólido vira gás diretamente ou o gás vira sólido sem passar pelo estado líquido.
A primeira observação sobre esse assunto é que algumas referências vão chamar a transformação de gás para sólido de ressublimação ou sublimação inversa.
Não se assuste, não tenha dúvida, é a mesma coisa!
2. Temperatura de Ebulição e Temperatura de Fusão
As temperaturas de ebulição e fusão são como marcos no comportamento das substâncias.
Elas indicam os pontos exatos em que ocorrem mudanças de estado físico. Vamos entender como isso funciona:
O que acontece em cada situação?
Se a temperatura (T) estiver abaixo da temperatura de fusão (T < Tfus): A substância estará no estado sólido. Imagine o gelo no congelador a -10 °C.
Se a temperatura estiver igual à temperatura de fusão (T = Tfus): Está ocorrendo a fusão. O sólido começa a virar líquido, como o gelo derretendo a 0 °C.
Se a temperatura estiver entre a temperatura de fusão e a de ebulição (Tfus < T < Teb): A substância estará no estado líquido. A água continua líquida entre 0 °C e 100 °C.
Se a temperatura for igual à temperatura de ebulição (T = Teb): Está rolando a ebulição. O líquido começa a virar gás, como a água fervendo a 100 °C ao nível do mar.
Se a temperatura for maior que a de ebulição (T > Teb): A substância estará no estado gasoso. O vapor de água se expande rapidamente.
3. Detalhes de Algumas Mudanças
Vaporização
A vaporização é o processo de passagem de líquido para gás, mas ele não acontece sempre da mesma forma. Existem três tipos:
1️⃣ Evaporação:
É lenta e acontece na superfície do líquido, sem que ele esteja fervendo.
Por exemplo, a água de um lago ou de uma poça secando no calor.
2️⃣ Ebulição:
É rápida e ocorre quando o líquido atinge a temperatura de ebulição.
Nessa fase, bolhas de vapor se formam por toda a massa líquida, como quando a água ferve para fazer café.
3️⃣ Calefação:
É o tipo mais intenso, quando o líquido entra em contato com uma superfície muito quente, formando vapor quase instantaneamente.
Pegue uma panela ou uma sanduicheira depois de usá-la e jogue água nela. Você vai ver uma fumaça subindo e um barulhão "tschhhhhhhhhhhh".
Isso é a calefação. Vaporização instantânea do líquido.
Perceba, portanto, que um líquido pode vaporizar, mesmo sem ter alcançado sua temperatura de ebulição!
É óbvio que, após a temperatura de ebulição, o processo se torna mais rápido. Mas ela acontece em qualquer temperatura.
Condensação e Liquefação
Condensação e liquefação são os processos que transformam o gás em líquido, mas existe uma diferença entre eles:
Condensação: Ocorre pelo resfriamento do gás, como no caso das gotinhas que se formam na tampa da panela. VARIAÇÃO DE TEMPERATURA.
Liquefação: Acontece pela compressão do gás, como no gás de cozinha (GLP) que é armazenado em botijões. VARIAÇÃO DE PRESSÃO.
4. Exemplos Práticos e Aplicações
Sublimação do Gelo Seco e do Iodo
O gelo seco é usado para criar efeitos especiais, como a "fumaça" em festas e shows, porque ele sublima diretamente, passando de sólido para gás sem virar líquido.
Já o iodo, usado em laboratórios, mostra a sublimação ao formar vapores roxos quando aquecido.
O que acontece exatamente nos pontos de fusão e de ebulição?
No ponto de fusão
Se aumentarmos a temperatura até alcançarmos o ponto de fusão, o sólido se tornaria líquido. Se diminuirmos até alcançarmos ele, o líquido se tornaria sólido.
Mas no exato ponto de fusão, a substância é sólida ou líquida?
A resposta é: os dois.
É um ponto em que você encontra os dois estados brigando entre si, na tentativa de ganhar ou perder energia suficiente para um se transformar completamente no outro.
Se a substância ganha energia demais, todo o sólido vira líquido e a temperatura volta a subir, passando do ponto de fusão.
Se a substância perde energia demais, todo o líquido vira sólido e a temperatura volta a descer, passando do ponto de fusão.
No ponto de ebulição
A dança é a mesma: a substância está ao mesmo tempo no estado líquido e gasoso.
Se ganha energia demais, tudo vira gasoso e a temperatura volta a subir.
Se perde energia demais, tudo vira líquido e a temperatura volta a descer.
Mas cuidado! Enquanto ocorre a briga para ver qual estado físico ganha, a temperatura (seja de fusão ou de ebulição) fica constante, correto?
Isso só acontece se for uma substância pura!!! Se for uma mistura, ela não fica constante.
O raciocínio é simples: uma mistura tem substâncias diferentes, logo pontos de fusão/ebulição diferentes.
Então, se uma substância entra em ebulição, por exemplo, a outra ainda não entrou, e a temperatura seguirá subindo.
Veremos isso no próximo capítulo com mais detalhes.
