Quando uma substância muda de estado físico a temperatura permanece constante?

A fusão é a mudança do estado sólido para o estado líquido. Ela ocorre quando um corpo, submetido a uma dada pressão, recebe calor e sua temperatura atinge um determinado valor.

A quantidade de calor que o corpo deve receber para se transformar totalmente em líquido, depende da substância que o constitui.

De uma forma geral, quando uma substância está no estado sólido apresenta uma forma bem definida. Seus átomos estão organizados ordenadamente em uma estrutura chamada de rede cristalina.

Quando recebe calor, os átomos que formam o sólido aumentam sua vibração, aumentando sua temperatura.

Se a energia recebida aumentar, a vibração dos átomos irá desfazer a rede cristalina e o corpo passará para o estado líquido.

Leis da Fusão

1. Mantendo-se constante a pressão, a temperatura durante todo o processo de fusão permanece constante.
2. A quantidade de calor por unidade de massa é chamado de calor latente de fusão e é uma característica da substância.
3. A temperatura em que cada substância sofre fusão é bem determinada, e é chamada de ponto de fusão.

Quando submetido a uma pressão de 1 atmosfera a água se funde a 0 ºC, enquanto o ponto de fusão do ferro é 1.535 ºC e do cloro é 101,5 ºC.

Quantidade de Calor Latente

A quantidade de calor necessária para um corpo mudar de estado, depende do valor do calor latente de fusão e da massa do corpo.

O valor do calor latente varia de acordo com a substância que compõe o corpo. Na tabela abaixo, apresentamos os valores de algumas substâncias.

Fórmula

A quantidade de calor necessária para um corpo mudar de fase é dada pela fórmula:

Sendo,

Q: quantidade de calor latente (cal)
m: massa (g)
Lf: calor latente de fusão (cal/g)

Note que a fórmula da quantidade de calor na mudança de fase, não leva em consideração a variação de temperatura.

Isto ocorre porque toda a quantidade de calor recebida é utilizada para a quebra da rede cristalina, ficando a temperatura constante durante todo o processo.

Exemplo

Qual a quantidade de calor necessária para fundir totalmente um bloco de ouro de massa igual a 200 g?

O calor latente de fusão do ouro é igual a 15 cal/g (tabela acima), assim teremos:

Q = 200 . 15 = 3 000 cal ou 3 kcal

Para saber mais, leia também:

• Mudanças de Estado Físico
• Estados Físicos da Matéria
• Estados Físicos da Água
• Propriedades da Matéria
• Diagrama de Fases
• Liquefação ou Condensação
• Ebulição
• Evaporação
• Sublimação
• Solidificação
• Eletrólise
• Vaporização

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

O ponto de fusão e o ponto de ebulição representam a temperatura que uma substância muda de estado, em uma dada pressão.

No caso do ponto de fusão, a substância muda do estado sólido para o estado líquido. Já o ponto de ebulição refere-se a mudança do estado líquido para o estado gasoso.

Por exemplo, o gelo começa a se transformar em água na forma líquida, quando sua temperatura é igual a 0 ºC . Logo, o ponto de fusão da água é 0 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Para passar de líquida para vapor, a água deve atingir a temperatura de 100 ºC. Assim, o ponto de ebulição da água é 100 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Ponto de Fusão

Quando uma substância no estado sólido recebe calor, ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas. Consequentemente sua temperatura também aumenta.

Ao atingir uma determinada temperatura (ponto de fusão), a agitação das moléculas é tal que rompe as ligações internas entre os átomos e moléculas.

Nesse ponto, a substância começa a mudar seu estado e passará para o estado líquido se continuar recebendo calor.

Durante a fusão sua temperatura se mantém constante, pois o calor recebido é usado unicamente para a mudança de estado.

O calor por unidade de massa necessário para mudar de fase é chamado de calor latente de fusão (Lf) e é uma característica da substância.

Tabela do ponto de fusão e calor latente

Na tabela abaixo indicamos a temperatura do ponto de fusão e o calor latente de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Ponto de Ebulição

A ebulição é caracterizada pela passagem rápida do estado líquido para o gasoso, com a formação de vapores (bolhas) no interior do líquido.

Da mesma forma que ocorre na fusão, existe uma temperatura (ponto de ebulição) em que uma determinada substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

Para que isso ocorra é necessário que a substância receba calor. Durante toda a mudança de fase, a temperatura permanece constante.

O calor latente de vaporização (Lv) é a quantidade de calor por unidade de massa, necessária para uma substância mudar de fase.

Tabela do ponto de ebulição e calor latente

Na tabela abaixo, indicamos a temperatura do ponto de ebulição e o calor latente de vaporização de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Interferência da pressão

A temperatura do ponto de fusão e do ponto de ebulição depende da pressão exercida sobre a substância.

De uma maneira geral, as substâncias aumentam de volume quando sofrem fusão. Este fato faz com que quanto maior a pressão, maior deverá ser a temperatura para que a substância mude de fase.

A exceção ocorre com algumas substâncias, entre elas a água, que diminui seu volume quando sofrem fusão. Neste caso, uma maior pressão irá diminuir o ponto de fusão.

Uma diminuição na pressão faz com que o ponto de ebulição de uma determinada substância seja menor, ou seja, a substância irá ferver em uma menor temperatura.

Por exemplo, em lugares acima do nível do mar a água ferve com temperaturas menores que 100 ºC. Com isso, nesses lugares demora-se muito mais para cozinhar do que em lugares ao nível do mar.

Leia também:

• Mudanças de Estado Físico
• Escalas Termométricas
• Escalas Termométricas - Exercícios
• Estados Físicos da Água
• Diagrama de Fases
• Solidificação
• Condensação
• Propriedades Coligativas
• Propriedades Periódicas
• Evaporação

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

Quando está ocorrendo a mudança de estado físico a temperatura permanece constante?

Quando a mudança de estado ocorre em mistura de substâncias a temperatura fica constante?

O que acontece com a temperatura das substâncias Quando está mudando o estado físico?

Porque a temperatura de fusão permanece constante?