QUÍ - Mudanças de estado físico da matéria

As substâncias podem mudar de estado físico (sólido, líquido, gasoso etc) e isso depende principalmente das condições de pressão e temperatura a que estão expostas.

Existem nomes que representam cada uma destas "passagens" entre estados físicos (mudanças de fase), veja abaixo quais são.

OBS: cada substância possui uma temperatura onde estas mudanças de estado costumam ocorrer (esta temperatura depende da pressão). A esta temperatura damos o nome de ponto de fusão, ponto de vaporização, ponto de liquefação, ponto de solidificação ou ponto de sublimação, dependendo do fenômeno que estiver ocorrendo.

Passagem de sólido para líquido (fusão)

Imagine se pudéssemos ver as moléculas de gelo (água no estado sólido)

No estado sólido as moléculas de H2O estão organizadas na forma de cristais de gelo (as moléculas estão firmemente agrupadas). Vale lembrar que quanto menor a temperatura, menos intensa é a agitação molecular

De repente algo fornece calor a esta estrutura estável de gelo, fazendo com que a agitação térmica das moléculas comece a aumentar gradativamente. Aos poucos as estruturas que formam o cristal de gelo (pontes de hidrogênio) vão se rompendo e o gelo (sólido) começa a "virar" água (líquido). O que está ocorrendo nada mais é que uma mudança de fase.

Com a pressão ambiente, que é de uma atmosfera (1 atm), a temperatura onde o fenômeno acima ocorre é de 0ºC.

Mas este fato não ocorre somente com o gelo. Muitas outras substâncias cristalinas e homogêneas passam por isso, só que não exatamente na mesma temperaturas que a mostrada no exemplo acima. Veja uma tabela com as temperaturas onde ocorre a fusão (passagem do estado sólido para o líquido) em algumas outras substâncias (sempre a pressão ambiente)

substância	Ponto de fusão  (°C)
água	0
álcool	-114
alumínio	659
cloreto de sódio	800
cobre	1 083
chumbo	327
enxofre	119

substância	Ponto de fusão  (°C)
estanho	232
ferro	1 535
mercúrio	-39
nitrogênio	-210
ouro	1 063
oxigênio	-219
prata	961
zinco	419

Nós sabemos que quem faz a vibração molecular (temperatura) aumentar é o calor recebido de alguma fonte externa (Sol, fogo, resistência elétrica etc). Vamos então aprender a calcular a quantidade de calor (Q) necessária para que estas mudanças de estado ocorram.

GUARDE BEM UMA COISA:

"Quando a temperatura de uma substância está mudando, ela não pode estar ao mesmo tempo mudando de estado. Por outro lado, quando uma substância está mudando de estado sua temperatura sempre permanecerá constante"

A energia fornecida pela fonte de calor à substância servirá para "quebrar" as ligações que mantinham as moléculas do sólido unidas, e não para aumentar a agitação das mesmas. Veja na animação abaixo o gráfico da temperatura (T) em função da quantidade de calor (Q) fornecida à substância. Neste exemplo, um bloco de gelo, com temperatura inicial de -5ºC, começou a receber calor de uma fonnte de calor.

Note que o calor recebido pelo gelo inicialmente fez com que sua temperatura aumentasse de -5ºC até 0ºC (ponto de fusão do gelo). Isto está representado pela parte A no gráfico. Depois que a temperatura chegou a 0ºC, todo calor recebido serviu para derreter a quantidade de gelo em questão (mudança de fase), por isso a temperatura manteve-se constante. Isto está representado pela letra B no gráfico. Quando o gelo já estava totalmente derretido, ou seja, havia virado água no estado líquido, o calor recebido passou novamente a aumentar sua temperatura, como está representado na parte final do gráfico.

Lembre-se: quando o calor "quebra ligações" entre as moléculas, ocorre a mudança de estado, quando o calor aumenta a agitação das moléculas, ocorre um aumento de temperatura.