Quando uma substância muda de fase ela absorve calor ou cede calor?

probleças e testes 

não escreva no livro!

1. diga se cada uma das afirmativas seguintes está certa ou errada:

a) Sempre que uma substância absorve calor, sua temperatura aumenta. Errada. 

b) Quando uma substância muda de fase, ela absorve ou cede calor. certa. 

c) Sempre que uma substância absorve calor, seu volume aumenta. Errada.

2. a) a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de certa massa de gelo, de 0 °c até 10 °c, é maior, menor ou igual à quantidade de calor necessária para elevar a mesma massa de água também de 0 °c até 10 °c? Maior.

b) Baseando-se na resposta à questão a, responda: para esfriar uma bebida, seria mais eficaz colocar nela água a 0 °c ou uma massa igual de gelo também a 0 °c? Gelo a 0 °c. 

3. Um bloco de chumbo, de massa igual a 100 g, encontra-se no estado sólido à temperatura de 327 °c (seu ponto de fusão), e fornece-se a ele 1 300 cal de calor.

a) Quantas calorias serão usadas para fundir completamente o bloco de chumbo? (consulte a tabela 4.1.) 580 cal 

b) Qual será a temperatura final do chumbo líquido formado? (o calor específico do chumbo líquido é 0,036 cal/g • °c.) 527 °c 

Para resolver os problemas 4 a 6, considere cinco barras de massas iguais, construídas, respectivamente, de platina, alumínio, ouro, prata e chumbo.

o quadro abaixo apresenta constantes físicas desses metais.

Sabemos que a matéria pode ser encontrada em três formas, sendo elas: gasosa, sólida e líquida. Quando uma substância, em qualquer que seja o estado físico, recebe ou cede energia térmica, pode sofrer uma alteração na forma de acomodação de suas moléculas, passando de uma fase para outra. Então, definiremos, a partir de agora, que toda vez que uma substância receber calor, estará ocorrendo uma transformação endotérmica, enquanto toda vez que a substância ceder calor estará ocorrendo uma transformação exotérmica.

Índice

• Tópicos deste artigo
• Vaporização
• Condensação
• Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se?
• De onde vem a água na parte de fora de um copo com líquido gelado?
• Quais são os processos de mudança de estado em que a substância ganha calor?
• Quais são os processos de mudança de estado em que a substância recebe calor e quais são os processos de mudança de estado em que a substância cede calor?
• Quais são as mudanças de estado?
• Quais mudanças de estado físico precisam absorver calor para ocorrer?

Se aquecermos constantemente uma substância que se encontra no estado sólido, veremos que com o passar do tempo essa substância mudará de estado físico, passando então para o estado líquido. Assim, podemos dizer que nesse processo ocorreu uma transformação endotérmica, ou seja, a substância absorveu calor e se fundiu por completo. A essa mudança de estado físico, ou mudança de fase, damos o nome de fusão.

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Se a substância se encontra na fase líquida e cede calor ao ambiente em que se encontra, dizemos que ocorreu uma transformação exotérmica. Essa mudança de fase recebe o nome de solidificação. Nesse caso, ocorreu uma transformação inversa à fusão. Assim, as moléculas da substância diminuem sua agitação molecular, fazendo com que as forças atrativas mútuas entre as moléculas sejam capazes de gerar coesão.

Durante essas duas transformações, a temperatura de fusão ou solidificação de uma substância se mantém constante. Se a pressão for mantida constante e igual a 1 atm, ou seja, mantida a pressão normal, denominamos essa temperatura ponto de fusão ou solidificação.

Videoaula relacionada:

Ao estudarmos os processos de transição de fase, ou seja, as mudanças de fase de uma substância, vemos que para que isso ocorra é necessário fornecer ou retirar calor da substância em questão. Em nosso cotidiano podemos observar a mudança de fase da água que se evapora de uma roupa estendida em um varal ou de um cubo de gelo derretendo quando exposto ao ambiente.

Podemos então definir a transição de fase como sendo a reorganização interna das moléculas de uma substância, causando modificações significativas em suas propriedades. A nível de recordação sobre as transições de fase temos:

gás       para    líquido →condensação
líquido  para    gás        →vaporização
líquido  para    sólido   →solidificação
sólido   para    líquido  →fusão
sólido   para    gás         →sublimação
gás       para    sólido    →sublimação

Vimos que os processos físicos que ocorrem em sistemas fechados conservam a energia total do sistema. Nos processos de transição de fase, como a fusão e evaporação, a temperatura permanece constante apesar de se estar fornecendo calor ao sistema. Para entender para onde está indo esta energia, vejamos o que está ocorrendo microscopicamente.

Podemos associar uma energia potencial para cada partícula da substância, como sendo a energia necessária para colocá-la naquela posição. Se quisermos mudar sua disposição interna, é necessário realizar algum tipo de trabalho sobre as partículas. Portanto, podemos associar uma energia potencial ao arranjo dos átomos e moléculas da substância.

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Quando se fornece calor, os átomos e moléculas tendem a vibrar com maior intensidade, aumentando a temperatura, que é uma medida da energia cinética média das partículas. Durante o processo de fusão ou vaporização, a temperatura permanece constante, mas o arranjo dos átomos e moléculas é modificado.

A energia potencial de cada um muda, e a variação desta energia potencial é o calor cedido ou retirado da substância.

A medida da energia gasta, por unidade de massa, é o calor latente de fusão ou vaporização. Quanto maior for o calor latente, maior será a variação da energia potencial em razão da modificação do arranjo atômico ou molecular daquela substância.

Desta forma, a energia total é conservada nos processos de transição de fase. A energia fornecida ou retirada é transformada em energia cinética ou em energia potencial (rearranjo interno dos átomos).

Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Sabemos que os estados ou fases básicas da matéria são três (sólido, líquido e gasoso) e que, de acordo com a situação, ao se retirar ou ceder calor a uma substância, ela sofrerá uma mudança de estado físico. De nossa vivência diária podemos retirar diversos exemplos em que ocorrem mudanças de estado. Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se? Para onde vai a água da roupa molhada colocada no varal? E o que acontece quando colocamos um copo com água gelada sobre uma mesa e, após algum tempo, aparecem gotículas de água na superfície do copo? Será que o copo está furado?

Para responder a esses questionamentos, devemos conhecer dois dos processos envolvidos nas mudanças de fase da matéria: vaporização e condensação.

Tópicos deste artigo

• 1 - Vaporização
• 2 - Condensação
• 3 - Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se?
• 4 - De onde vem a água na parte de fora de um copo com líquido gelado?

Vaporização

É o processo em que partículas de uma substância em fase líquida recebem calor (energia) suficiente para a transição do estado líquido para o estado gasoso. Dependendo de como ocorre esse processo, a vaporização pode ser caracterizada de três formas distintas: evaporação, ebulição ou calefação. Na evaporação,a transição de estado ocorre em qualquer temperatura. Ebuliçãoé a vaporização típica, ou seja, quando atinge o ponto de ebulição. Já a calefaçãoocorre para uma temperatura acima do ponto de ebulição e, por isso, é chamada de evaporação forçada.

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Condensação

Também chamada de liquefação, é o processo inverso à vaporização, logo, corresponde à transição do estado gasoso para o estado líquido. Isso ocorre quando é retirada uma quantidade de calor suficiente para que a substância que está na forma de vapor condense-se.

A partir das características das mudanças de fase da matéria, podemos responder aos questionamentos iniciais.

Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se?

Quando uma roupa molhada é colocada no varal, ao receber o calor em forma de radiação solar, as moléculas de água que estavam na superfície da roupa ficam mais energizadas e mudam de estado, passando do líquido para o vapor. Como vimos acima, essa mudança de fase do líquido para o gasoso é denominada de vaporização.

Já com o exemplo do copo com água, ao colocar um copo com água gelada sobre uma mesa, as gotículas de água que estão no ar em forma de vapor perdem calor ao se chocarem com a superfície do copo, que está com uma temperatura mais baixa, e passam para o estado líquido. Essa transição do gasoso para o líquido recebe o nome de condensação.

Por Nathan Augusto
Graduado em Física

Quais são os processos de mudança de estado em que a substância ganha calor?

Quando há mudança de estado físico em substâncias puras a temperatura não varia. Nesse caso, o corpo recebe calor para mudar o seu estado físico, mas não altera a sua temperatura. Da transformação entre os estados físicos derivam a fusão, vaporização, condensação ou liquefação e sublimação.

Quais são os processos de mudança de estado em que a substância recebe calor e quais são os processos de mudança de estado em que a substância cede calor?

CALOR E MUDANÇA DE ESTADO Toda matéria, dependendo da temperatura, pode se apresentar em três estados: sólido, líquido e gasoso. Quando, à pressão constante, uma substância recebe (absorve) calor sensível, sua temperatura aumenta: se o calor é latente, ocorre mudança de estado, mantendo-se a mesma temperatura.

Quais são as mudanças de estado?

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.

Quais mudanças de estado físico precisam absorver calor para ocorrer?

As reações ou mudanças de estado físico que absorvem calor são denominadas de processos endotérmicos. Um exemplo de reação endotérmica (o prefixo “endo” significa “para dentro”) é o cozimento de alimentos, no qual é necessário o fornecimento de energia.

Quando uma substância muda de fase ela absorve ou cede calor?

Quando uma substância absorve calor sua temperatura aumenta?

Quando uma substância absorve calor seu volume aumenta?

O que pode ocorrer com uma substância ao receber ou perder o calor?