Exercícios sobre Mudanças de Estado Físico

Antes de começarmos os exercícios sobre mudanças de estado físico, vamos relembrar a matéria de uma forma muito agradável. A paródia da professora Cristiane Marques vem fazer uma revisão rápida e eficiente:

https://www.youtube.com/watch?v=Nr3a77SAde8

Vamos aos trabalho!

1 – Complete corretamente as lacunas usando os estados físicos SÓLIDO, LÍQUIDO, GASOSO:

A) Na solidificação, a matéria sai do estado _______________ e passa para o estado ___________________

B) Na fusão, a matéria sai do estado _____________________ e passa para o estado __________________

C) Na condensação, a matéria sai do estado __________________ e passa para o estado _______________

D) Na vaporização, a matéria sai do estado __________________ e passa para o estado ________________

E) Na sublimação, a matéria sai do estado ___________________ e passa para o estado _______________

F) Na ressublimação, a matéria sai do estado _________________ e passa para o estado _______________

2 - Faça a correspondência correta entre as duas colunas:

(A) Solidificação            (   ) Passagem do estado sólido para o líquido

(B) Fusão                      (   ) Passagem do estado líquido para sólido

(C) Vaporização            (   ) Passagem do estado líquido para gasoso

(D) Condensação          (   ) Passagem do estado gasoso para líquido

(E) Sublimação             (   ) Passagem do estado gasoso para sólido

(F) Ressublimação        (   ) Passagem do estado sólido para gasoso    

3 – Complete o esquema colocando o nome das mudanças de estado físico que ocorrem em cada situação:

I – __________________________

II - __________________________

III - __________________________

IV- __________________________

V - __________________________

VI- __________________________

4 - Analise as figuras abaixo e indique qual é o estado físico da matéria sugerido em cada um dos esquemas e JUSTIFIQUE:

www.brainly.com.br

5 - Em cada uma das situações a seguir, dê o nome das mudanças físicas que acontecem:

a) O gelo derretendo:

b) O ouro sendo fundido:

c) A formação das nuvens:

d) A formação da chuva:

e) A formação do granizo:

f) A formação da geada:

g) A formação do orvalho:

h) A formação da serração:

i) A roupa secando no varal:

j) A água fervendo:

k) O suor refrescando o corpo:

l) O espelho do banheiro ficando embaçado durante o banho:

m) A naftalina desaparecendo dentro da gaveta:

n) O gelo seco utilizado durante shows e peças de teatro:

6 - Em 2010, o inverno foi uma estação muito seca, em que a umidade relativa do ar esteve várias vezes em situação de alerta, por isso foi recomendado que as práticas esportivas fossem realizadas pela manhã e suspensas no período da tarde, quando a situação era mais grave. Entre outros problemas, tivemos também o acúmulo de poluentes na atmosfera, como os gases monóxido de carbono, ozônio, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e material particulado, o que agrava os problemas respiratórios. A diminuição das chuvas, neste inverno, comprova uma interferência no ciclo da água. Considere a figura.

https://www.vestibulinhoetec.com.br/download/prova_ant/77.pdf

Sobre o ciclo da água e sobre as substâncias mencionadas no texto, é válido afirmar que

(A) a água é dispensável para a realização da fotossíntese. 

(B) no ciclo da água são encontrados somente dois estados físicos da matéria. 

(C) a água da chuva retira os poluentes da atmosfera intensificando o efeito estufa. 

(D) no ciclo da água ocorrem apenas duas mudanças de estados físicos: fusão e liquefação. 

(E) as moléculas de água encontradas na chuva, na neve, no solo e na atmosfera são iguais entre si.

7 - Da água do mar se obtém o sal de cozinha. Para isso, é utilizado um processo de separação de misturas conhecido como _________, que envolve a mudança de estado físico da água denominado _________. As lacunas desse texto são corretamente preenchidas, respectivamente, com 

(A) solidificação e ebulição. 

(B) solidificação e vaporização. 

(C) fusão fracionada e ebulição. 

(D) cristalização fracionada e vaporização. 

(E) cristalização fracionada e destilação fracionada.

8 - O processo de destilação de bebidas surgiu no Oriente e só foi levado para a Europa na Idade Média. Esse processo proporcionava teores alcoólicos mais altos do que os obtidos por meio da fermentação, o que fez com que os destilados passassem a ser considerados também remédios para todo tipo de doença. 

(Adaptado de: acessado em: fev. 2007.) 

Considere as afirmações sobre o processo de destilação. 

I. É baseado na diferença de temperatura de ebulição dos componentes de uma mistura. 

II. Nele ocorrem duas mudanças de estado: vaporização e condensação. 

III. Nele é vaporizado, inicialmente, o componente da mistura que tem maior temperatura de ebulição. 

IV. Nele a água é obtida misturando-se os gases oxigênio e hidrogênio. 

Está correto o contido em 

(A) I e II, apenas. 

(B) I e III, apenas. 

(C) II e III, apenas. 

(D) I, II e III, apenas. 

(E) I, II, III e IV.

9 - Leia o texto e assinale a alternativa que o preenche corretamente.

(A) sólido ... ebulição 

(B) sólido ... sublimação 

(C) sólido ... vaporização 

(D) líquido ... liquefação 

(E) líquido ... evaporação

10 - 

De acordo com o texto, é correto afirmar que 

(A) somente as substâncias puras apresentam temperatura de fusão constante. 

(B) somente as misturas eutéticas apresentam ponto de fusão constante. 

(C) a fusão é a passagem do estado sólido para o estado gasoso. 

(D) o nome mistura eutética significa mistura fácil de fundir. 

(E) o processo mencionado é um processo químico.

11 - No ambiente, a água apresenta-se nos estados sólido, líquido e gasoso, estando em constante interação com o solo, com a atmosfera, com a flora e com a fauna. A compreensão desta interação não é simples, pois a água muda de estado em determinadas ocasiões. No desenho temos uma representação simplificada do ciclo da água.

As mudanças de estados físicos que acontecem em 1, 2 e 3 são, respectivamente, 

(A) sublimação, condensação e evaporação. 

(B) ebulição, condensação e evaporação. 

(C) ebulição, condensação e condensação. 

(D) evaporação, liquefação e sublimação. 

(E) condensação, condensação e evaporação.

12 - A figura abaixo está relacionada à obtenção das diferentes substâncias a partir da destilação do petróleo:

http://labvirtual.eq.uc.pt

Sobre os processos representados nessa figura, coloque F (falso) e V (verdadeiro) nas afirmativas a seguir:

A - (   ) O petróleo é uma mistura de substâncias

B - (   ) Para separar as substâncias que formam o petróleo é utilizada a propriedade do ponto de fusão

C - (   ) Os pontos de ebulição e condensação de cada substância é diferentes, e essas propriedades são utilizadas nas refinarias de petróleo

D - (   ) Para que a separação de substâncias na torre de fracionamento, os vapores vão encontrando temperaturas cada vez menores que o ponto de ebulição para se condensarem

E - (   ) Na figura, o ponto de ebulição da gasolina é menor do que 40ºC

F - (   ) O ponto de ebulição do óleo diesel é maior do que 270ºC

13 - Considere a tabela de pontos de fusão e ebulição das substâncias a seguir:

www.exerciciosbrasilescola.com

A 50ºC, encontram-se no estado líquido:

a) cloro e flúor.

b) cloro e iodo.

c) mercúrio e iodo.

d) flúor e bromo.

e) bromo e mercúrio.

14 - O ponto de fusão do ferro é igual a 1530 ºC e o ponto de ebulição é de 2 450ºC. Baseado nisso, qual será o estado físico do ferro nas seguintes temperaturas:

a) 25 ºC:

b) 130 ºC:

c) 1 459 ºC:

d) 2 235 ºC:

e) 3 002 ºC:

15 - Observe a tabela abaixo e identifique quais estão sólidos em temperatura ambiente (considere 20 ºC como a temperatura ambiente) e pressão de 1 atm:

                                                                                  www.exerciciosbrasilescola.com

a) Oxigênio, amônia, fenol e etanol.
b) Éter, bromo, pentano e etanol.
c) Fenol, bromo e ouro.
d) Oxigênio, amônia e fenol.
e) Cálcio, cobre, fenol e ouro

16 - Observe:
I – Uma pedra de naftalina deixada no armário;
II – Uma vasilha de água deixada no freezer;
III- Uma vasilha de água deixada no fogo;
IV – O derretimento de um pedaço de chumbo quando aquecido;

Nesses fatos estão relacionados corretamente os seguintes fenômenos:
a) I. Sublimação; II. Solidificação; III. Evaporação; IV. Fusão.
b) I. Sublimação; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
c) I. Fusão; II. Sublimação; III. Evaporação; IV. Solidificação.
d) I. Evaporação; II. Solidificação; III. Fusão; IV. Sublimação.
e) I. Evaporação; II. Sublimação; III. Fusão; IV. Solidificação.

17 -

 

Pela análise dos dados da tabela, medidos a 1 atm, podemos afirmar que à temperatura de 40 ºC e 1 atm: 

a) O éter e o etanol encontram-se na fase gasosa.
b) O éter se encontra na fase gasosa e o etanol na fase líquida.
c) Ambos encontram-se na fase líquida.
d) O éter encontra-se na fase líquida e o etanol na fase gasosa.
e) Ambos se encontram na fase sólida.

18 - Em uma bancada de laboratório existem cinco frascos fechados com rolha comum que contêm, separadamente, os seguintes líquidos:

Num dia de muito calor, em determinado instante, ouve-se no laboratório um estampido, produzido pelo arremesso da rolha de um dos frascos para o teto.

De qual dos frascos foi arremessada a rolha?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

e) 5

Explique o motivo de sua escolha.

19 - Colocando-se água bem gelada em um copo de vidro, em pouco tempo ele fica molhado por fora, devido à formação de gotas de água. Explique como ocorre esse fenômeno.

20 - O período da seca é caracterizado pela ausência de chuvas, por isso também conhecido como estiagem. Em algumas regiões , como no centro oeste do Brasil, por exemplo, este período é bem notório, pois afeta o própria saúde dos moradores. Dentre as principais queixas está a dificuldade de respirar em algums casos, ocorre até mesmo o sangramento nas narinas. apresentamos aqui uma solução caseira, para amenizar o problema: espalhe pelos comodos da casa recipientes abertos contendo água. Mas o que acontece com essa água e porque o método se torna eficaz nesse caso?

21 - Por que, na panela de pressão, os alimentos cozinham mais rápido?

22 - Por que quando colocamos a panela de pressão sob a água da torneira na pia, a pressão sai mais rápido?

23 - Analise as figuras A e B abaixo e diga o que vai acontecer em cada um dos casos se mantivermos os recipientes no fogo. Justifique suas respostas.

www.wallison1.blogspot.com

24 - Observe a figura a seguir para responder as questões que a seguem:

www.revistaescola.abril.com.br

a) No ponto mais baixo ou no ponto mais alto a pressão do ar é maior? Por que isso acontece?

b) Para cozinhar sua refeição, onde o alpinista levaria menos tempo para ver a água entrar em ebulição: no baixo ou no alto?

c) Onde o alpinista sentiria mais frio? Por quê?

25 - Analise a figura do destilador simples abaixo e responda as questões que a segue:

Explique quais são os fenômenos que estão acontecendo nos pontos A, B, C do experimento acima.

Resolva também as seguintes listas de exercícios:

http://www.jardimsaopaulo.com.br/pdf/9anos_exercicios_estados_fisicos.pdf

http://www.jardimsaopaulo.com.br/pdf/exercicios_sobre_graficos_de_estado_fisico.pdf

Ebulição e Condensação nas Refinarias de Petróleo - conhecendo melhor a destilação

Para iniciarmos esta postagem, assista ao vídeo a seguir, onde o professor explica os processos de destilação e destilação fracionada:

https://www.youtube.com/watch?v=S7wFIK31lFg

Como meus alunos terão que assistir ou realizar uma destilação em sala e depois explicá-la, não poderei nesta postagem explicar todo o processo. Mas, a partir da excelente explicação feita pelo professor do vídeo acima, já é possível compreender como a ebulição e a condensação são utilizadas nos processos de destilação usado nas indústrias para produção do álcool a partir da cana-de-açúcar, assim como das bebidas alcoólicas, a partir de uma série de vegetais.

Nesta postagem, nos concentraremos na utilização dessas mudanças de estado físico na obtenção dos subprodutos do petróleo.

O petróleo é uma mistura líquida escura e oleosa cuja prospecção ocorre de depósitos sob a terra. 

Caracteriza-se por ser uma mistura de várias substâncias, muitas delas com grande utilidade para a indústria e como combustíveis.

As substâncias mais comuns no petróleo são chamadas de hidrocarbonetos, formadas por cadeias de carbono e hidrogênio, além de outros elementos.

O petróleo é um recurso natural não renovável que foi formado há milhões de anos, a partir da decomposição de algas e outros seres microscópicos aquáticos que foram soterrados, sob altas pressões e temperaturas que hoje não existem mais em nosso planeta.

Após a extração do petróleo, ele vai para as refinarias, onde os seus componentes são separados e purificados através de processos físicos que envolvem principalmente a ebulição e a condensação em grandes torres chamadas torres de fracionamento. Essas torres possuem vários pratos horizontais, cada um a uma temperatura diferente. Observe a foto a seguir que mostra uma torre de fracionamento de petróleo por fora:

www.mundodaeducação.com

Vamos entender como elas funcionam. Para isso, analise o esquema a seguir:

www.alunosonline.com.br

O petróleo é aquecido em altíssimas temperaturas em uma fornalha. Dessa forma, ele sobre ebulição e seus compostos todos vaporizam, e sobem pela torre de fracionamento. Quando um componente do petróleo chega a uma parte da torre que tem uma temperatura menor que o seu ponto de ebulição, ele se condensa e é recolhido.

Os hidrocarbonetos formados por moléculas menores, têm um ponto de ebulição menor do que os hidrocarbonetos maiores.

Assim, em cada parte da coluna de fracionamento, condensa-se um produto do petróleo, formado por substâncias com pontos de ebulição muito próximos.

Dessa forma, separam-se do petróleo vários produtos como gasolina, querosene, óleo diesel e o gás de cozinha, conhecido como gás liquefeito do petróleo (GLP).

Para saber mais sobre o assunto, consulte o site Indústria Hoje, a partir do link http://www.industriahoje.com.br/como-funciona-uma-refinaria-de-petroleo.

Assista também aos seguintes vídeos:

https://www.youtube.com/watch?v=VQ-x5LOsE6Y

https://www.youtube.com/watch?v=oOKPUBk1SUQ

https://www.youtube.com/watch?v=1nR47cfvvJg

Propriedades Específicas Físicas da Matéria 2 - Mudanças de Estado Físico e os Pontos de Fusão, Solidificação, Ebulição e Condensação

Videoaula da professora Jack:

Como já vimos na postagem anterior, o calor afeta muito as partículas, agitando-as e tendo como consequência as mudanças de estado físico. Nesta postagem, vamos estudar mais detalhadamente essas mudanças e conhecer vários exercícios relacionados.

Com o ganho ou a perda de calor, a matéria muda seu estado físico. Essas mudanças têm nomes específicos:

- Mudança do sólido para o líquido = FUSÃO

- Mudança do líquido para o gasoso = VAPORIZAÇÃO

- Mudança do gasoso para o líquido = CONDENSAÇÃO OU LIQUEFAÇÃO

- Mudança do líquido para o sólido = SOLIDIFICAÇÃO

Ainda existe a mudança do estado sólido para o gasoso, que é chamado de SUBLIMAÇÃO e do gasoso diretamente para o sólido, que tem recebido vários nomes como SUBLIMAÇÃO, RESSUBLIMAÇÃO, SUBLIMAÇÃO INVERSA (CRISTALIZAÇÃO) e assim por diante. Para efeito de nossos estudos, assumiremos o termo ressublimação quando a mudança for do estado gasoso para sólido.

Observe as figuras a seguir para compreender melhor:

www.pt.wikipedia.org

www.blogdoenem.com.br

Vamos estudar cada uma dessa mudanças de estado físico.

Fusão

Toda vez que uma substância no estado sólido recebe calor, sua partículas se reorganizam e ganham movimento, passando para o estado líquido. As pessoas chamam fusão de derretimento. No caso do gelo, para que ele passe do estado sólido para líquido, ou seja, para que ele sofra fusão, ele tem que estar a 0 de temperatura e continuar ganhando calor. Já o ouro, sofre fusão a partir de 1.064ºC, o ferro 1.535ºC, álcool -114ºC, hidrogênio -259ºC, etc. Cada substância tem a sua temperatura de sofrer fusão. Essa temperatura é chamada de PONTO DE FUSÃO (PF), que é uma propriedade específica física da matéria.

O ponto de fusão é a temperatura na qual a matéria se mantém enquanto está saindo do estado sólido e indo para o líquido. Vamos usar o exemplo do gelo.

Quando o gelo chega à temperatura 0, sob a pressão atmosférica ao nível do mar, todo o calor oferecido ao gelo é usado para reorganizar as partículas da água e assim promover a mudança de sólido para líquido. Até que todo o gelo não esteja no estado líquido, mesmo fornecendo calor, a temperatura não mudará, continuará 0, passando a aumentar apenas após todo o gelo ter se tornado líquido. 

Observe o gráfico a seguir referente à fusão de uma substância qualquer:

www.sobiologia.com.br

No gráfico, a temperatura continua a mesma enquanto está ocorrendo a fusão, aumentando apenas quando todo sólido tiver passado para o estado líquido.
Vamos conhecer alguns pontos de fusão e discutir sobre eles:

 

www.alunosonline.com.br

O ponto de fusão do mercúrio é quase 39ºC abaixo de zero. Considerando que a temperatura média de onde vivemos é por volta de 20 - 25ºC, o mercúrio já sofreu fusão, ou seja, já saiu do estado sólido e encontra-se no estado líquido. Devido a isso, o mercúrio é o único metal encontrado no estado líquido nas temperaturas normais de nosso planeta. As emias substâncias são comumente encontradas no estado sólido em nosso planeta, pois seus pontos de fusão são temperaturas superiores daquelas encontradas no dia-a-dia, com devidas restrições ao césio, frâncio e gálio, que em dias muito quentes, podem ser encontrados no estado líquido.

Mais uma coisa: vamos analisar com mais atenção o ponto de fusão do álcool. O álcool é uma substância que para ser encontrada no estado sólido tem que estar a uma temperatura mais baixa que 114ºC negativos. A partir dessa temperatura e subindo, as partículas do álcool ganham calor e ele passa para o estado líquido. Como no planeta Terra não temos temperaturas mais baixas que 114ºC negativos, não vemos aqui o álcool no estado sólido, apenas no estado líquido e na gososo.

Os freezeres podem chegar a -20ºC ou até um pouco menos, mas mesmo assim, não chegam a -114ºC, portanto, não congelam o álcool. Devido a isso, bebidas com teores alcoólicos altos (maior que 40%) não congelam.

A fusão é um fenômeno físico observado em nosso dia-a-dia quando retiramos o gelo de dentro do congelador, quando a parafina da vela acesa derrete, quando as geleiras derretem devido ao aquecimento global, etc.

Vaporização

A vaporização pode ocorrer sob três formas:

- Vaporização do tipo EBULIÇÃO: o líquido recebe calor o suficiente para ferver, borbulhar, liberando bolhas de gases. A água ferve a 100ºC ao nível do mar, enquanto o ferro a 3.000ºC, o metal líquido mercúrio a 357ºC, já o oxigênio, entra em ebulição a -183ºC e assim por diante. Cada substância entra em ebulição em uma temperatura específica ao nível do mar e essa temperatura é chamada de PONTO DE EBULIÇÃO (PE), que é uma propriedade específica da matéria.

Assim como no ponto de fusão, a temperatura se mantém constante durante todo o processo de ebulição, enquanto houver líquido passando para o estado gasoso. Depois da mudança de estado físico de líquido para gasoso, é que a temperatura continua a subir, devido ao ganho de calor.

www.sobiologia.com.br

Vamos conhecer alguns pontos de ebulição de algumas substâncias.

www.senosecossenos.com.br

Novamente, preste atenção ao álcool. Seu ponto de ebulição é 78ºC. Isso significa que, para que o álcool ferva, faça bolhas e vaporize rapidamente, é necessária a temperatura de 78ºC. Não que ele não evapore a temperaturas mais baixas, mas nesses casos, a vaporização é mais lenta, do tipo evaporação.

Atenção também ao hidrogênio. Seu ponto de fusão é 259ºC negativos, ou seja, nessa temperatura baixíssima, ele passa do estado sólido para líquido e, para ferver e vaporizar rapidamente, ele precisa de 253ºC negativos. Portanto, a 25ºC ele está no estado de vapor.

Analisando os pontos de fusão e ebulição das substâncias é possível dizer se aqui na Terra elas se encontram no estado sólido, ou no líquido ou no gasoso.
Outro fator importante a ser considerado quando estudamos os pontos de fusão e ebulição é a influência da pressão.
Segundo as informações disponíveis no link http://www.alunosonline.com.br/fisica/influencia-pressao-na-temperatura-fusao-ebulicao.html, experimentalmente foi verificado que quando há variação de pressão sobre uma determinada substância, a temperatura na qual ela muda de fase sofre alterações. Sendo assim, é preciso sempre lembrar que o gelo se funde a 0 ºC e a água entra em ebulição a uma temperatura de 100 ºC, quando a pressão local é de 1 atmosfera.

Influência da pressão na temperatura de fusão

Quando uma substância qualquer se funde, ou seja, passa do estado sólido para o estado líquido, ela tem seu volume aumentado. Para uma substância com esse comportamento, observa-se que um aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fusão.

Algumas poucas substâncias, entre as quais a água, fogem do comportamento geral, diminuindo de volume ao se fundirem. Portanto, o volume de uma dada massa de água aumenta quando ela se transforma em gelo. É por esse motivo que uma garrafa cheia de água, colocada em um congelador, quebra quando a água se solidifica.

Para essas substâncias, ditas anômalas, um aumento na pressão acarreta uma diminuição na temperatura de fusão. Como sabemos, o gelo se funde a 0 ºC somente se a pressão sobre ele for de 1 atm. Se aumentarmos essa pressão, ele se fundirá a uma temperatura inferior a 0 ºC; e, reciprocamente, a uma pressão inferior a 1 atm, sua temperatura de fusão será superior a 0 ºC.

Influência da pressão na temperatura de ebulição

Sabemos que a vaporização se dá pelo fato de as partículas do líquido adquirirem altas velocidades e conseguirem escapar do líquido. Dessa forma, quando há aumento na pressão há também um aumento na temperatura de ebulição, pois, com pressão mais elevada, a vaporização se torna mais difícil, uma vez que, por conta da pressão, as partículas que tendiam a sair do líquido voltam à superfície dele.

Podemos então dizer que é graças a esse fenômeno que as panelas de pressão puderam ser desenvolvidas. Como sabemos, qualquer substância quando se vaporiza tem seu volume aumentado. Em uma panela aberta, com pressão de 1 atm, a água entra em ebulição a 100 ºC e sua temperatura não ultrapassa esse valor. Na panela de pressão, os vapores formados e impedidos de escapar ajudam a pressionar a superfície da água, podendo a pressão total atingir cerca de 2 atm. Com isso, a água só entrará em ebulição por volta dos 120 ºC, fazendo com que os alimentos sejam cozidos mais rapidamente.

- Vaporização do tipo EVAPORAÇÃO: a matéria no estado líquido passa para o estado gasoso de forma relativamente lenta, sem formação de bolhas. É o que ocorre com a água da roupa molhada no varal, ou com a água da chuva que caiu no asfalto ou ainda com a água presente em seu suor, etc.

Aliás, o suor é produzido quando, por algum motivo, o corpo aquece, por exemplo, durante a execução de atividades físicas. Como forma de manutenção da temperatura corpórea em equilíbrio, as glândulas sudoríparas liberam o suor sobre a pele. O suor é feito de água e sais minerais. A água do suor absorve o calor do corpo e evapora, desaparecendo do corpo e das roupas. Já os sais minerais não evaporam com o calor de nosso corpo ou calor do sol, devido a isso, após transpiramos, nossa pele fica levemente salgada. O fato do suor absorver calor do corpo faz com que o corpo perca calor, diminuindo a temperatura, deixando-a normal, como mostra a figura a seguir:

www.fisioex2013.blogspot.com.br

- Vaporização do tipo CALEFAÇÃO: A calefação, nome popular para o Efeito de Leidenfrost é a vaporização que ocorre quando um líquido entra em contato com uma superfície que se encontra a uma temperatura muito maior que a temperatura de ebulição do líquido (acima de 100ºC no caso da água). Durante a calefação o líquido se divide em pequenas esferas, que executam um movimento rápido e desordenado sobre a superfície que lhes fornece calor à medida que diminuem de volume. Quando molhamos o dedo em saliva e o encostamos no ferro de passar, ocorre calefação, por exemplo.

A vaporização é um fenômeno físico muito comum em nosso dia-a-dia: quando a chuva evapora e sobe ao céu, quando a roupa seca no varal, quando colocamos água para ferver no fogão, quando deixamos um vidro de álcool ou acetona abertos, quando o suor seca em nosso corpo ou de nossas roupas, etc.

Sublimação
Nessa mudança de estado, o que está no estado sólido passa para o estado gasoso diretamente, sem passar pelo estado líquido. Isso acontece por exemplo com a naftalina.

www.agracadaquimica.com.br

A naftalina (C10H8) é uma substância tóxica para traças e baratas além de alguns micro-organismos. Quando colocada nas gavetas e armários, as bolinhas vão diminuindo, diminuindo até desaparecerem. Saem do estado sólido diretamente para o estado gasoso, sofrendo sublimação. Cuidado! Naftalina é tóxica também para as pessoas!

Outro exemplo de sublimação é do gelo seco. O gelo seco nada mais é do que gás carbônico resfriado e prensado. 

O gás carbônico sofre ebulição a -55ºC, portanto, na Terra, com as temperaturas existentes, não há como o gelo seco ficar no estado líquido.

Condensação

Nessa mudança de estado físico, a matéria que está no estado gasoso, perde calor e agitação e passa para o estado líquido. As moléculas se aproximam, ficando "mais densas", daí o termo condensação.

A condensação é observada em várias situações cotidianas. Quando cozinhamos arroz, a água evapora e fica presa dentro da panela. O vapor não tem por onde sair e acaba sendo pressionado dentro da panela. Então as moléculas se aproximam e passam do estado gasoso para o líquido na parte de dentro da tampa.

Quando chove e o sol aquece a água da chuva, ela evapora sobe ao céu e lá condensa formando nuvens. As nuvens são constituídas de gotículas de água. Caso ocorra a passagem de uma frente fria, essas gotículas condensam-se ainda mais e a chuva cai (precipitação).

O orvalho também é um fenômeno natural ligado à condensação. O vapor de água presente no ar perde temperatura à noite ou na aurora e condensa-se em gotas de água que molham carros, jardins, grama, etc.

Quando respiramos perto de um espelho, percebemos que o embaçamos. Isso acontece porque de nossa expiração sai gás carbônico junto com vapor de água. Esse vapor de água sai de nós na temperatura por volta de 37ºC e, ao encontrar um espelho com temperatura inferior, perde calor e agitação e sai do estado de vapor e passa para o estado líquido, embaçando o espelho.

Iberê Thenório do Manual do Mundo traz algumas dicas interessantes sobre como não deixar o vidro do carro não embaçar em dia de chuva:

https://www.youtube.com/watch?v=vOWd7XW9X_I

Na panela de pressão também ocorre condensação:

www.ddsonline.com.br

Primeiro a água recebe calor e evapora. Parte do vapor sai pela válvula com pino. Outra parte fica presa na panela e, através da pressão, acaba sofrendo condensação (vapor para líquido). 

Como as moléculas ficam sob forte pressão dentro da panela, elas ficam "sem espaço" para muita agitação, havendo absorção de mais calor para a ebulição, o que faz com que, dentro da panela de pressão, a temperatura chegue a 125ºC.

Quando se quer retirar a pressão da panela de forma mais rápida, basta colocá-la sob a água da torneira na pia da cozinha. A água da torneira, retira calor da panela e consequentemente do vapor, então ele condensa e, na forma líquida, a água não faz pressão dentro da panela.

Solidificação

É a passagem do estado líquido para sólido quando há perda de calor. Quando a água é colocada dentro do congelador, suas moléculas perdem calor e, consequentemente, agitação, aproximam-se e organizam-se passando para o estado sólido = gelo.

Normalmente, com as demais substâncias, quando passam para o estado sólido, a aproximação das moléculas tende a gerar um aumento na densidade, devido à diminuição do volume. Dizendo de outra maneira: conforme as moléculas vão se aproximando e se organizando, elas ocupam menos espaço no estado sólido e, diminuindo o volume, aumenta a densidade (volume é inversamente proporcional à densidade).

Mas, no caso da água, isso não acontece. Veja na figura:

www.educacao.uol.com.br

Quando a água se solidifica, suas moléculas se organizam formando hexágonos que, espacialmente ocupam maior volume. Devido a isso, não podemos deixar garrafas cheias de água, sucos, refrigerantes, chás, etc dentro do congelador, pois a água expande ao passar de estado sólido.

Devido a isso também, o gelo tem densidade menor que a da água em estado líquido e flutua nela. Veja os icebergs, gigantescos blocos de gelo que flutuam sobre as águas do mar.

www.sciencehowstuffworks.com

E a água salgada, congela?

Veja o exemplo dos icebergs. Neles, há muitas vezes, apenas água doce (com baixa concentração de sais). O sal (cloreto de sódio) dissolvido na água faz com que a temperatura de solidificação da mistura caia para 20ºC abaixo de zero. Portanto, para que a água salgada congele é necessária temperatura abaixo de 20ºC negativos.

Atenção ao gráfico que apresenta o ponto de solidificação:

www.sobiologia.com.br

É necessário que haja perda de calor, daí a queda da temperatura, não esquecendo que, quando uma substância está se solidificando, ela permanece na mesma temperatura até que toda ela se solidifique. Devido a isso, no congelador, o gelo começa a se formar de fora para dentro do cubinho, perdendo calor primeiramente na superfície e depois em seu interior. Sendo assim, os lagos congelados congelam a superfície e geralmente, mantêm-se líquidos a partir de certa profundidade.

Ressublimação ou sublimação invertida
Você já presenciou o fenômeno da geada?
A geada é algo realmente interessante de se ver! Você levanta cedo em um dia bem frio e nota que a grama de casa está toda branquinha, cheia de cristais de gelo ou que sobre o capô do carro está uma fina camada de gelo. 
A geada acontece devido ao fenômeno da ressublimação, onde a substância em estado gasoso passa para o sólido sem passar pelo estado líquido antes.
Assista ao interessante experimento a seguir onde é possível verificar várias mudanças de estado físico sofridas pela naftalina, inclusive a ressublimação.

https://www.youtube.com/watch?v=U1KyiKPa384

Entenda que, ao fornecer calor para a naftalina, parte dela sofreu fusão, parte sublimou, saindo do sólido para o gasoso e depois, parte dela ebuliu, saindo do líquido para o gasoso. Os vapores são vistos dentro do becker que fica todo embaçado. Quando a naftalina na forma de vapor encontra o placa de Petri gelada que foi colocada sobre o becker, ele passa diretamente para o estado sólido, formando os cristais de naftalina, ou seja, sofre ressublimação (do gasoso para o sólido).

Um caso abordado de maneiras diversas nos livros e sites é a formação da neve. Algumas publicações colocam a formação da neve como sendo um exemplo de solidificação (do líquido para sólido), outros colocam como sendo um exemplo de condensação (do vapor para o líquido?). 

Após uma pesquisa realizada na internet, este blog assume a explicação disponível no link http://revistaescola.abril.com.br/fundamental-2/quais-sao-condicoes-climaticas-necessarias-haver-neve-679014.shtml:

"Não basta uma cidade ter temperaturas baixas em determinado dia para nevar. É preciso que as nuvens estejam úmidas e que tanto a temperatura da atmosfera como a temperatura do solo estejam baixas (em torno de zero grau ou menos). Além disso, é essencial que todo o caminho percorrido pelo vapor d'água que sobe até as nuvens (para formar os cristais de neve) e o que desce (já com ela formada) esteja gelado para que os cristais não derretam, se transformando em chuva. No Brasil, as raras precipitações de neve ocorreram em pontos serranos dos estados do Paraná, de Minas Gerais, do Rio de Janeiro, de São Paulo, do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Cidades localizadas em altitudes acima de 1.250 metros e ao sul do Brasil, como a catarinense São Joaquim e a gaúcha São José dos Ausentes, sofrem influência das massas de ar vindas do polo Sul e, por isso, registram neve com mais frequência."

Como a explicação fala de vapor de água transformando-se em cristais de neve, assume-se aqui que a formação da neve é um fenômeno ligado à ressublimação e não à solidificação ou condensação. Mas esse assunto ainda é bastante discutível. Veja o vídeo a seguir:

https://www.youtube.com/watch?v=Zj5UKUWvWeQ

ATENÇÃO:

Nas próximas postagens, mais um pouco sobre mudança de estado físico além de vários exercícios para você estudar.

Caso você tenha ficado com dúvidas após estudar tudo isso, use as videoaulas indicadas a seguir:

https://www.youtube.com/watch?v=nZkzTPfNpBI

https://www.youtube.com/watch?v=ldg1NLFpRSs

https://www.youtube.com/watch?v=h24_iTlxWR4

https://www.youtube.com/watch?v=lK6MEiRD2pk

https://www.youtube.com/watch?v=To2hxuf7i_M

Propriedades Específicas Físicas da Matéria 1 - Estados Físicos da Matéria

Videoaula da professora Jack:

Quando pensamos nos materiais que conhecemos, sabemos que eles podem apresentar estados físicos diferentes aqui na Terra: o sólido, o líquido e o gasoso. Mas você já procurou conhecer por que existem os diferentes estados físicos da matéria?

Esta postagem vem justamente tentar fazer-lhe compreender um pouco mais sobre isso. Bom estudo!

Desde pequenos, estudamos na escola que a matéria pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

O que diferencia cada um desses estados físicos é o grau das forças de coesão, a velocidade da agitação das partículas (moléculas) presentes na matéria e o comportamento da matéria no ambiente onde está sendo encontrada. 

As forças de coesão são forças internas de atração entre as partículas que estão presentes na matéria. No estado sólido a coesão é maior, as moléculas encontram-se mais juntas e organizadas; no estado líquido, a coesão é média, considerando os outros dois estados físicos e as moléculas estão parcialmente próximas e organizadas; já no estado gasoso, a coesão é menor, as moléculas encontram-se separadas e desorganizadas.

Uma coisa que você precisa acreditar é que as partículas da matéria (moléculas) se movem! As moléculas são dotadas de energia, principalmente energia térmica (calor) e cinética (movimento). Para ver uma demonstração sobre isso, assista ao vídeo indicado a seguir:

Pois bem, nos sólidos, as moléculas estão próximas entre si e se movem pouco, com movimentos vibratórios; já nos líquidos, as moléculas que não estão tão próximas assim, possuem mais movimentos além da vibração; no estado gasoso, as moléculas estão mais afastadas, mais agitadas, movendo-se aleatoriamente. Isso se explica devido à transformação do calor em movimento pelas partículas. Conforme a matéria vai recebendo calor, transforma esse calor em movimento, ou seja, a energia térmica vai sendo transformada em energia cinética.

Para facilitar a compreensão, assista ao vídeo a seguir. Note o quanto o calor influencia no movimento das moléculas.

https://www.youtube.com/watch?v=YNbXM5Y7snQ

TODA MATÉRIA PODE SER ENCONTRADA NOS TRÊS ESTADOS FÍSICOS BÁSICOS, mas não necessariamente aqui na Terra. Existe matéria (substâncias) que aqui na Terra é mais fácil de ser encontrada no estado gasoso. Por exemplo, o oxigênio. Isso não significa que o oxigênio não possa estar no estado líquido ou sólido mas, considerando a Terra e suas temperaturas e pressões máximas e mínimas, o oxigênio aqui é mais facilmente encontrado no estado gasoso.

Pensando em forma e volume, percebemos que os sólidos mantêm sua forma e seu volume mesmo sendo colocados em locais diferentes, desde que sem alterações de temperatura. Se você pegar uma caixinha de madeira e mudá-la de lugar o volume ocupado por essa caixinha vai ser o mesmo. Se ela tiver 20 cm3 e for colocada dentro da água, ocupará no recipiente da água os mesmos 20 cm3. O volume se mantém nos sólidos. Além disso, a forma da caixinha também não mudará, continuará sendo a mesma.

No caso dos líquidos, se você pegar um litro de água que está guardada em uma caixinha longa-vida de leite e transpô-la em uma bacia, o formato ocupado pelo líquido mudará, mas continuará sendo o volume de 1 litro.

Já com relação à matéria no estado gasoso, ao ser comprimida, muda o volume e o "formato", podendo ocupar todo o espaço de uma sala e ser comprimida dentro de um botijão. O slide abaixo resume as explicações anteriores.

http://image.slidesharecdn.com/usbercosalvador-qumicavolumenico-130426123315-phpapp02/95

/usberco-salvador-qumica-volume-nico-37-638.jpg?cb=1366997729

O vídeo a seguir é importantíssimo para que possa rever essas explicações de outra maneira, de forma a facilitar a compreensão. Não deixe de assistí-lo:

https://www.youtube.com/watch?v=4LxJ8v8X6xs

Para encerrar esta postagem, apresentamos algumas curiosidades a respeito dos estados físicos da matéria:

1ª - Existe diferença entre vapor e estado gasoso

Segundo o link: http://www.mundoeducacao.com/quimica/diferenca-entre-gas-vapor.htm, visualmente, o gás e o vapor parecem ter as mesmas características e, muitas vezes, nos referimos a eles como se fossem a mesma coisa. Por exemplo, muitas vezes falamos que a água está no estado gasoso, quando na realidade queremos nos referir ao vapor de água. O gás e o vapor são coisas bem diferentes.

Uma mesma substância no estado de vapor e no estado gasoso apresenta características distintas. Observe as características do vapor:

O vapor se refere à matéria no estado gasoso em equilíbrio com o seu líquido ou sólido correspondente. Para voltar a ser líquido é necessário apenas diminuir sua temperatura ou aumentar a sua pressão. Um desses dois fatores separadamente pode causar o efeito desejado.

Exemplo: o vapor de água, que está presente no ar, volta ao estado líquido simplesmente ao entrar em contato com um recipiente que está com a temperatura mais baixa. Em uma taça que contenha água gelada, consequentemente, o seu vidro estará gelado também, por isso o vapor de água do ar se liquefaz ao entrar em contato com esse corpo.

O mesmo ocorre com a água que ferve em uma panela fechada: ela volta imediatamente para o estado líquido quando seu vapor entra em contato com a tampa da panela, que está a uma temperatura menor.

Já o gás é o estado fluido da matéria. Para que ele seja liquefeito, é necessário que simultaneamente se diminua a temperatura e aumente a pressão.

Exemplo: o gás liquefeito do petróleo (GLP), que é encontrado dentro dos botijões do gás de cozinha, permanece na fase líquida dentro dele e se torna gás fora do recipiente. Isso ocorre porque dentro do botijão a pressão é muito maior que a pressão atmosférica e a temperatura é mais baixa do que a de fora.

Para vermos a diferença no cotidiano, veja o caso das bolhas formadas ao aquecermos a água e as existentes no interior de um copo de refrigerante. Será que representam a mesma coisa?

Não. As formadas no copo de refrigerante e as que se formam inicialmente na água sem a aquecermos são gases liberados que estavam dissolvidos.

O gás utilizado na gaseificação de bebidas é o CO2 (dióxido de carbono ou gás carbônico). Consegue-se dissolvê-lo no líquido exatamente por meio de um grande aumento da pressão e da diminuição da temperatura. É por isso que quando abrimos um refrigerante (diminuição da pressão), e o líquido está quente (aumento da temperatura), há uma grande liberação de gases.

Agora, quando aquecemos a água, a formação de bolhas se dá porque a água começa a passar para o estado de vapor. E esta bolha só sobe para a superfície quando a pressão do vapor dentro dela se torna igual à pressão atmosférica.

Assim, a bolha do refrigerante é de gás e a bolha do aquecimento da água é de vapor.

2ª - Não existem apenas três estados físicos da matéria. Atualmente, falam-se em 8 estados físicos.

1 - Sólido - Considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de sua partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica. 

2 - Líquido - O corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica. 

3 - Gasoso - O corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica. 

4 - Plasma - Uma espécie de gás com íons quentíssimo que, é o estado físico mais abundante em todo o universo. Neste estado há uma certa "pastosidade" da substância. 

5 - Condensado de Bose-Einstein - Descoberto em 1995, quando algum cientista maluco esfriou um gás atômico bem pertinho do zero absoluto – idéia que parece coisa de desocupado, mas que possibilita, hoje, que o trem-bala japonês Mag Lev se mova levitando, sem tocar nos trilhos. É uma coleção de milhares de partículas ultra-frias ocupando um único estado quântico, ou seja, todos os átomos se comportam como um único e gigantesco átomo. Os condensados de Bose-Einstein são feitos de bósons, uma classe formada por partículas que são essencialmente gregárias: ao invés de se moverem sozinhas, elas adotam o movimento de suas vizinhas. 

6 - Condensado fermiônico - E é bem recente, surgiu em 2003, depois que alguém conseguiu a proeza de botar dois elétrons emparelhados e condensá-los. Na prática, ainda não serve para muita coisa além de ajudar na construção de relógios atômicos ultraprecisos. Ao contrário dos bósons, os férmions - a outra metade da família de partículas e blocos básicos com os quais a matéria é construída - são essencialmente solitários. Por definição, nenhum férmion poderá estar exatamente no mesmo estado quântico que outro férmion. 

7 - Superfluido de Polaritons - Imagine uma nova forma de matéria que consiga utilizar um feixe de luz para levar energia de um lugar a outro; ou gerar raios laser super-fortes com pequeno consumo de energia; ou ainda, de transferir sinais ópticos - os bits que viajam através das fibras ópticas - através de um material sólido. Esse é o horizonte vislumbrado a partir de uma pesquisa que acaba de criar um novo estado físico da matéria. Físicos da Universidade de Pittsburgh e dos Laboratórios Bell, Estados Unidos, descobriram essa nova forma de matéria, que mescla as características de um supercondutor e de um raio laser. Trata-se de um material sólido preenchido com uma série de partículas de energia conhecidas como polaritons. Os polaritons foram aprisionados e tiveram sua velocidade diminuída no interior do novo material. 

8 - A respeito desse estado da matéria, leia o artigo do link: http://arquivomisto.blogspot.com/2009/07...

29/07/2009 
Cientistas alemães criam estado de matéria 

Alumínio foi transformado em material transparente à radiação ultravioleta. 
Cientistas alemães especializados em lasers criaram um estado de matéria completamente novo, transformando alumínio em um material transparente à radiação ultravioleta. 

Para o professor Justin Wark, do departamento de física da Universidade de Oxford, a descoberta é "quase tão surpreendente quanto descobrir que é possível transformar chumbo em ouro com a luz". Segundo informações do site Gizmondo, a façanha aconteceu depois que os cientitas derrubaram um elétron-chave de cada átomo do alumínio, mas sem desfazer a estrutura metálica com o bombardeio a laser. 
Wark afirma que isso os ajudará a raciocinar sobre a criação de estrelas em miniatura com implosões de laser de alto poder, algo que poderá permitir a exploração do poder da fusão nuclear na Terra.

Para saber sobre as mudanças de estado físico, visite a próxima postagem!

Bons estudos!