O que acontece com a temperatura durante a mudança de estado físico de uma substância?

As mudanças de estado físico dependem de alguns fatores relativos à temperatura, à pressão, e à quantidade de energia evolvida no processo.

Na natureza, encontram-se três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso. E as mudanças de estado físico representam os cinco processos de mudança de um estado para outro.

As mudanças são: condensação ou liquefação, solidificação, fusão, vaporização e sublimação. Cada tipo de mudança possui algumas especificidades e estão relacionadas às qualidades da matéria.

Condensação

A condensação representa a passagem do estado gasoso para o líquido.

Isso ocorre devido ao arrefecimento de um gás, que tende a condensar e passa a apresentar-se em estado líquido.

Solidificação

A solidificação é a passagem de estado líquido para o sólido.

Uma matéria em estado líquido, se resfriada tende a tornar-se sólida. No caso da água, a solidificação ocorre a 0 °C

Fusão

A fusão é a passagem do estado sólido para o líquido.

As moléculas de cada substância necessitam de uma certa dose de energia para se movimentarem. Quando há menos energia, tendem a movimentar-se menos e o material tende a estar sólido.

Ao receber energia de uma fonte de calor (aquecimento), passam a um maior nível de agitação e podendo mudar de estado.

Vaporização

A vaporização é a passagem do estado líquido para o gasoso. Isso pode ocorrer de duas maneiras:

• Ebulição: aquecimento rápido.
• Evaporação: aquecimento lento.

A partir de 1 °C até 100 °C, apresenta-se em estado líquido.

Sublimação

A sublimação é a passagem do estado sólido para o gasoso e do estado gasoso para o sólido (ressublimação).

Esse tipo de mudança ocorre dependendo de determinadas condições de pressão e temperatura. Cada elemento possui seu diagrama de fases, onde se encontram suas curvas de fusão, vaporização e sublimação.

Estados físicos da água

A água é facilmente encontrada em seus três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

Cada estado físico da água é possível de acordo com as variações de temperatura e pressão.

À pressão normal (1atm), a água entra em fusão a 0 °C e em ebulição a 100 °C.

As moléculas de água a -1 °C encontram-se em estado sólido e a 0 °C ocorre a mudança (ponto de fusão) de gelo a 0 °C para água a 0 °C.

Quando atinge a temperatura de 100 °C, realiza uma nova mudança de estado (vaporização), passando do estado líquido para o gasoso.

Como pode ser observado em seu diagrama de fases:

Para saber mais sobre esse assunto, leia também:

• Estados Físicos da Água
• Estados Físicos da Matéria
• Transformações físicas e químicas
• Fenômenos físicos e químicos

• Temperatura e energia térmica - As escalas termométricas

Estado sólido

Uma substância no estado sólido possui seus grupamentos atômicos ligados. A ligação entre eles é muito forte e dificulta sua movimentação. Assim, esses grupamentos atômicos possuem apenas uma pequena vibração em torno de uma posição de equilíbrio.

Na fase sólida - é essa a forma de nos referirmos ao estado sólido -, a força de atração entre os grupamentos atômicos não só é grande, como também a distância entre eles é pequeníssima. Portanto, os grupamentos atômicos apenas vibram, como já se disse.

Ao receber energia térmica, um corpo no estado sólido sofre um aumento da temperatura. Seus grupamentos atômicos, então, passam a vibrar com maior intensidade. Esse aumento da vibração dos grupamentos atômicos ocorre até uma determinada temperatura, de acordo com a característica de cada substância.

Nessa temperatura, a energia de vibração dos grupamentos atômicos é tanta que as ligações entre eles começa a ser rompida. Então, pára o aumento da temperatura e o sólido entra em fusão, ou melhor, muda de estado físico, passando para a fase líquida.

Estado líquido

No estado líquido, os grupamentos atômicos de uma substância possuem pouco movimento, que é constante e desordenado. A força de atração entre eles é mediana e a distância é muito pequena.

Quando fornecemos energia térmica a um líquido, ocorre um aumento da temperatura, pois seus grupamentos atômicos passam a se movimentar cada vez, com maior intensidade. Da mesma maneira que nos sólidos, esse aumento da velocidade dos grupamentos atômicos ocorre até uma determinada temperatura, a qual é característica de cada substância. Nessa temperatura, a força de ligações entre eles passa de mediana a fraca.

Nesse momento ocorre a ebulição, uma rápida formação de vapor. Durante a mudança de estado físico, não ocorre aumento na temperatura, pois a energia está sendo utilizada para que os grupamentos atômicos desprendam-se uns dos outros e, assim, a substância passe para o estado gasoso.

Estado gasoso

Na fase gasosa, os grupamentos atômicos se movimentam com muita velocidade, a força de atração entre eles é fraca e a distância muito grande. Com o ganho de energia térmica a substância no estado gasoso tem sua temperatura aumentada. Seus grupamentos atômicos se movimentam com velocidade cada vez maior. Sendo assim, uma substância no estado gasoso não tem forma nem volume constante (definido). Ocupa o espaço que encontrar, pois os grupamentos atômicos movimentam-se livremente em todas as direções.

Na fase sólida as substâncias possuem forma e volume constante. Já na fase líquida as substâncias possuem volume constante, mas tomam a forma do recipiente que ocupam.

Nomenclatura

Ganho ou perda de energia térmica por um corpo modifica somente a quantidade de energia de movimento dos grupamentos atômicos. Podemos classificar esses fenômenos como fenômenos físicos. A transformação energética ocorrida nesses corpos possibilita as mudanças de estado físico das substâncias que o compõem. Na fase gasosa nem volume nem a forma são constantes para uma substância.

Essas transformações recebem nomes especiais:

• A passagem do estado sólido para o estado líquido, que ocorre com o ganho de energia térmica, recebe o nome de fusão.
• A passagem do estado líquido para o estado gasoso, que acontece com o ganho de energia térmica, recebe o nome de ebulição.
• A passagem direta do estado sólido para o estado gasoso, que decorre do ganho rápido de grande quantidade de energia térmica, recebe o nome de sublimação.
• A passagem do estado líquido para o estado sólido, que sucede com a perda de energia térmica, recebe o nome de solidificação.
• A passagem do estado gasoso para o estado líquido, que ocorre com a perda de energia térmica, recebe o nome de condensação.
• A passagem direta do estado gasoso para o estado sólido, a qual ocorre com a perda rápida de grande quantidade de energia térmica, recebe o nome de ressublimação.

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