MUDANÇAS DE ESTADO
As substancias são apresentadas em três etapas (fases) apelidadas por estado físico: sólido, gasoso e liquido. A matéria é composta por fragmentos pequenos chamados de átomos, íons ou moléculas. É uma condição macroscópica e estar sujeito à temperatura e do estado de associação dessas partículas, denominando-se de etapa física. Determinando assim características como a densidade e a forma das substancias.
- Fase sólida: os fragmentos dessas substâncias estão muito perto umas das outras e juntas de forma coerente. O indivíduo no estado sólido apresenta o volume fixo e forma própria, não sofrendo compressão. Cada fragmento representado realiza movimentos oscilatórios em torno da posição fixa.
- Fase liquida: as partículas dessa substância estão mais afastadas do que na etapa sólida, pois a coesão das forças já não é tão acentuada. Os líquidos possuem volume constante adquirindo assim a forma do recipiente que os contem por não apresentarem sua estrutura cristalina, e também se escoam com mais facilidade; praticamente incompressíveis e em repouso apresentam uma superficial tensão.
- Fase gasosa: se da quando as partículas da substancia estão totalmente espalhadas uma das outras e se encontram, relativamente, em grandes distancias. O volume do gás pode variar, tomando todo o espaço do local que o recebe, exercendo sua forma, e sofrendo assim tanto a compressão como a expansão. Essas partículas estão livres exercendo constante movimento.
Para ocorrer a fusão, ebulição e sublimação, a substancia deve receber calor, enquanto na sublimação acontece o inverso, a condensação e a solidificação ocorrem com a perda de calor (energia). A temperatura que se encontra cada uma das mudanças é denominada:
- Para o 1°: ponto de fusão (P.F), temperatura em que acontece a passagem da etapa sólida para a liquida, ou o inverso, ponto de solidificação (P.S);
- Para o 2°: ponto de ebulição (P.E), temperatura em que há a entrada da fase liquida para a gasosa,ou, inverso, ponto de condensação (P.C), temperatura na qual passa da fase gasosa para a fase liquida.
VAPORIZAÇÃO E CONDENSAÇÃO
Acontece a vaporização quando a partícula da substancia na etapa liquida adquire energia para passar para a etapa gasosa. A vaporização se distingue em três nomes:
- Evaporação: ocorre a vaporização em qualquer temperatura. Moléculas da superfície acessível do liquido retiram calor de moléculas distintas para adquirir maior energia cinética escapando para a fase gasosa.
- Ebulição: na ebulição, a molécula tem energia cinética o bastante para conseguir chegar ao estado gasoso. A água entrando em ebulição, ou seja, ela ferve em a uma temperatura de 100°C, em pressão de 1,0 atm: significando que grande parte das moléculas da água tem energia o suficiente para se vaporizar.
- Calefação: é a vaporização forçada. Em uma frigideira, por exemplo, ao deixarmos cair alguns pingos de água, a vaporização acontece tão rapidamente que os pingos nem tocam o fundo da frigideira, movimentadas por moléculas em estado de vaporização, elas se dissipam totalmente. O oposto da vaporização é a Condensação. Retirando calor de certa substancia em forma de vapor, acontece à condensação e ela passa para o estado liquido quando atinge seu ponto de condensação. Quando não existem trocas de calor a temperatura continua constante.
Pressão Máxima de Vapor
A pressão máxima de vapor depende da natureza do líquido. Alguns líquidos como: éter, álcool e a gasolina (líquidos voláteis) que tem maior facilidade para evaporar são maiores quando comparada com a da água.
Fusão e solidificação
A fusão ocorre quando fornecemos energia necessária a uma substância no estado sólido. O sólido recebe um calor que faz com que aumente a vibração das partículas, quebrando o retículo cristalino. As forças de coesão são suficientes para manter as partículas próximas umas das outras. Durante a fusão, a temperatura permanece constante, é preciso continuar fornecendo calor, pois afastar as partículas e diminuir as forças de coesão requer energia. Quando retiramos energia de um sistema em fase líquida, as partículas reaproximam-se e ocorre a solidificação. Durante a fusão e a solidificação a maior parte das substâncias aumenta de volume ao fundir-se. Para o gelo ao fundir-se, o volume da água diminui devido à redução das interações intermoleculares. Ex : Parafina sólida afunda na parafina líquida. A água é uma exceção: o gelo flutua na água líquida.
Regelo, uma anomalia
É um fenômeno segundo o qual algumas substâncias, quando submetidas a determinada pressão, fundem-se e voltam a solidificar-se quando a pressão extra é removida. Foi descoberto inicialmente por Michael Faraday e depois investigado pelo professor Irlandês John Tindall.
Sobrefusão
A sobrefusão é o acontecimento que incide em uma substância deparar no estado líquido numa temperatura abaixo da sua temperatura de solidificação. A sobrefusão é um estado de estabilização bastante instável.
Quando depositamos, em um líquido superfundido, um pequeno cristal da substância, ele serve de núcleo e provoca a solidificação de toda a substância. Uma perturbação mecânica num líquido superfundido pode provocar também a solidificação. Quando um líquido superfundido se solidifica, a sua temperatura aumenta até atingir a temperatura de solidificação.
O diagrama de fases de uma substancia pura , que indica seu estado físico, sabendo das grandezas. Cada diagrama é composto de três curvas. O diagrama A é valido para quase todas as substâncias, enquanto o diagrama B e para poucos como água, o ferro ... , entre os dois só há modificações na inclinação. Há 3 Trechos :
Higrometria
Quando depositamos, em um líquido superfundido, um pequeno cristal da substância, ele serve de núcleo e provoca a solidificação de toda a substância. Uma perturbação mecânica num líquido superfundido pode provocar também a solidificação. Quando um líquido superfundido se solidifica, a sua temperatura aumenta até atingir a temperatura de solidificação.
Diagrama de fases
- O trecho 1: E a curva que separa o estado sólido do líquido. Ponto de fusão ou solidificação cada ponto representa.
- O trecho 2: Curva de vaporização ou condensação, essa curva separa o estados líquidos e gasosos.
- O trecho 3: Curva de sublimação ou ressublimação, separa diretamente o estado sólido do gasoso.
- .o ponto triplo (Pt), indica a temperatura da substancia e o seu estado físicos.
- .o ponto critico (Pc), indica a temperatura critica, além do estado . A pressão correspondente á temperatura crítica é a pressão de vapor do ponto crítico.
Higrometria
Vemos serviços de meteorologia diariamente em jornais e na televisão. A hidrometia é a parte que estuda a quantidade de vapor d´água existente na atmosfera, em dado momento. O vapor interfere no metabolismo humano, no ciclo das chuvas (águas) ,e em eventos meteorológicos. Para a medida de quantidade de vapor d´água presente no ar, usa a umidade absoluta do ar e a umidade relativa do ar. Para umidade absoluta do ar é a massa de vapor d´ presente no ar atmosférico para calcular faz um conta dividindo U=m/v . Umidade relativa do ar é a razão, em dado momento entre a pressão de vapor d´água do ambiente e a pressão máxima do valor ou do vapor saturado, sob a temperatura. A umidade relativa do ar é divulgada em porcentagem. Quando esta em 30 % considera baixo, já acima de 90% aumenta a sensação de calor, devido a redação de transpiração. Já na umidade agradável depende do local, da presença de ventos e da insolação.Numa sauna que a umidade relativa do ar e 100%, sentimos desconforto pois nossa transpiração está comprometida. Há aparelhos medidores tanto da umidade absoluta como da umidade relativas do ar, são chamados de higrômetros ou psicrômetros e estão presentes em diversos locais.
Sublimação e ressublimação
Começa no triplo Pt, separando a fase sólida da gasosa, na sublimação a substancia passa diretamente do estado solido para gasoso, sem transitar pela fase líquida, a transformação inversa e chama ressublimação. Ex: gelo-seco e naftalina. Naftalina usando para repelir traças e baratas e também mau cheiro. O gelo-seco e conhecido pelo efeito que provoca quando entra em contato com a água.