Transformações Físicas da Matéria

Voltando ao assunto sobre as transformações da matéria, nesse texto iremos estudar as transformações físicas.

Como dito anteriormente:

‘As transformações físicas são aquelas em que não há mudança da composição química da matéria. Um exemplo clássico e fácil é a processo de mudança de estado físico da água.

Se você pegar um cubo de gelo e colocar em uma panela com tampa, e manter esse sistema fechado sob aquecimento, a água sairá do estado solido para o líquido, e se o aquecimento continuar, essa água irá do liquido para o gasoso.‘

Aquecimento

 

Resfriamento

 

 

Os estados sólido, líquido e gasoso representados nas figuras acima são chamados de estados físicos ou, como em alguns livros, estados de agregação da matéria. Este segundo nome, refere-se ao fato de que em cada estado (sólido, líquido ou gasoso) a matéria apresenta em um estado de agregação diferente.

Sendo que no estado sólido as moléculas estão mais organizadas e com baixa energia, no estado líquido há aumento da energia e diminuição da organização, e no estado gasoso a energia e a desorganização é ‘máxima’.

Por isso que para realizar uma transformação física do tipo fundir uma pedra de gelo, temos que fornecer energia (calor) ao sistema! Ou para fazer uma pedra de gelo, temos que retirar energia do sistema (vulgo colocar no freezer).

 

Dessa maneira, a matéria passa por transformações ou mudanças, relacionadas ao seu estado energético/agregação.  Cada uma dessas transformações possui um nome conforma mostrado abaixo para a água:

Assim:

  • Fusão é a passagem do estado sólido para o líquido. Solidificação é o inverso.
  • Vaporização é a passagem do estado líquido para o gasoso, pode ser evaporação ou ebulição OU calefação.

Evaporação: Consiste em uma vaporização relativamente lenta, em que as moléculas mais velozes vencem as forças de atração intermoleculares e passam para o estado gasoso.

Fonte: http://www.profpc.com.br/propriedades_coligativas.htm

A evaporação depende da superfície de contato entre o líquido e fase gasosa: quanto maior for a superfície de contato, mais intensa será a evaporação.

Um exemplo fácil é a roupa no varal, nela a água vaporiza lentamente. A passagem para o estado gasoso acontece em função da ação do calor do Sol e principalmente do vento. 

Ebulição é uma vaporização turbulenta, na qual a passagem da fase líquida para a gasosa pode ocorrer em qualquer ponto da fase líquida, e não apenas na superfície. Esse tipo de vaporização apresenta como característica a formação de bolhas, isto é, porções de vapor cercadas por uma película de líquido.

Fonte: http://www.profpc.com.br/propriedades_coligativas.htm

Um exemplo fácil é a água em contato direto com o calor do fogo, por exemplo no fogão, nesse sistema a água vaporiza rapidamente e há formação de bolhas (fervura). 

Calefação é uma vaporização muito rápida, com gotas do líquido ‘pulando’ em contato com uma superfície ultra-aquecida.

  • Liquefação ou condensação é a passagem do gás ou vapor para o estado líquido.

Sublimação é a passagem do estado sólido diretamente para o gasoso. E a ressublimação, menos comum, é o caminho inverso.

 

A água pura à pressão de 1 atm possui ponto de fusão de 0 OC e ponto de ebulição de 100 OC, ou seja se acompanhassemos as mudanças dos estados físicos da água (ao nível do mar) com um termômetro, perceberiamos que todo o processo de fusão do gelo ocorre a  0 OC (ponto de fusão ou PF) e todo processo de ebulição da água a 100 OC (ponto de ebulição ou PE).

Isso é uma característica incrível das substâncias puras! Durante toda a fusão e ebulição a temperatura permanece inalterada! Independente do aquecimento!!!!!  

Dessa forma, podemos generalizar que para substâncias puras, as mudanças de estados físicos vão ocorrer a temperatura constante.

Outra forma de representar essas mudanças de fases é pelo Diagrama de fases da água, que representa em um mesmo gráfico a variação da temperatura de ebulição e a variação de temperatura de solidificação da água em função de sua pressão de vapor.

 

Fonte: http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2013/04/cursos-do-blog-termologia-optica-e-ondas_23.html

Ou adaptando!

Nele, observamos que:

  • No ponto triplo (4,58 mmHg) coexistem as 3 fases de equilíbrio: água sólida   água líquida   água vapor
  • Na curva de sublimação coexistem as fases sólida e  vapor: água sólida  água vapor
  • Na curva de solidificação coexistem as fases sólida e líquida: água sólida  água líquida
  • Na curva de ebulição coexistem as fases líquida e vapor: água líquida  água vapor
  • Em toda região à direita das curvas de ebulição e de sublimação existe somente a fase vapor d’água.

Em toda região entre as curvas de solidificação e de ebulição existe somente a fase líquida da água.

 

Como dito, essas considerações podem ser generalizadas para outros materiais puros. De fato, ao nível do mar cada líquido e cada sólido, desde que puros, irão se fundir e ferver à temperaturas bem definidas como, por exemplo, na tabela abaixo:

Fonte: zeus.qui.ufmg.br

 

É isso! Bons estudos!

 

Referências:

FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005. 700 p.zeus.qui.ufmg.br

http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2013/04/cursos-do-blog-termologia-optica-e-ondas_23.html

http://www.profpc.com.br/propriedades_coligativas.htm

Sou Farmacêutica formada pela UFMG e Mestre em Química pela mesma Instituição. Lecionei matérias relacionadas à Química para Cursos Técnicos e Superiores.
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Débora Barbosa

Sou Farmacêutica formada pela UFMG e Mestre em Química pela mesma Instituição. Lecionei matérias relacionadas à Química para Cursos Técnicos e Superiores.

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