Estados físicos da matéria

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Aula sobre os estados físicos da matéria e suas mudanças.

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Estados físicos da matéria

  1. 1. Estados Físicos da Matéria Química Prof Carlos Priante AULA 10
  2. 2. Estados físicos de uma substancia é definido pelo grau de agregação de suas moléculas.
  3. 3. Sólido Líquido Gasoso Os principais são: Imagem: Almirante Harley D. Nygren / domínio público. Imagem: kkic / GNU Free Documentation License. Imagem:KevinSaff/CreativeCommons Attribution-ShareAlike2.0Generic.
  4. 4. O 4°... •Não é tão comum aqui na Terra, mas que por incrível que pareça, acredita-se que 99% de tudo que existe no universo esteja nesse quarto estado, chamado de plasma •Para se formar o plasma, é necessário que a matéria no estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas, como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do nosso Sol, •O plasma é formado por um conjunto quente e denso de átomos livres, elétrons e íons, em uma distribuição quase neutra (números de partículas positivas e negativas é praticamente igual), que possuem comportamento coletivo.
  5. 5. Sólido  Neste estado os átomos estão em um estado de agitação baixo, podendo ser concentrados mais átomos em um mesmo espaço físico.  A força de coesão supera a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.  Possui forma e volume fixos.
  6. 6. Líquido  Ocorre quando as moléculas já estão um pouco mais dispersas em relação à mesma matéria no estado sólido.  A força de coesão se iguala a força de repulsão, porém um aumento de temperatura ou diminuição da pressão pode aumentar a força de repulsão.  Substâncias no estado líquido têm volume fixo, porém a sua forma pode variar.
  7. 7. Vapor  Acontece quando as partículas que formam a matéria estão bastante afastadas, dispersas no espaço.  A força de repulsão supera a força de coesão, rompendo a ligação entre as moléculas.  Por isso, elas podem ter a forma e o volume variáveis.
  8. 8. Mudanças de Estado Físico A influência de fatores externos como Pressão e Temperatura fazem a matéria se apresentar ora em um, ora em outro estado físico.
  9. 9. Ponto de Fusão/Solidificação • Ponto de Fusão (PF) é a temperatura em que uma substância muda do estado sólido para o estado líquido. • Ponto de Solidificação (PS) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes o líquido passa para o estado sólido.
  10. 10. Substância Ponto de Fusão(°C) água 0 álcool -114 alumínio 659 cloreto de sódio 800 cobre 1 083 chumbo 327 enxofre 119
  11. 11. Ponto de Ebulição/Liquefação • Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que uma substância muda do estado líquido para o estado gasoso. • Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação (PC) corresponde ao processo inverso, embora as temperaturas sejam equivalentes, o vapor irá passar para o estado líquido.
  12. 12. Substância Ponto de ebulição (°C) água 100 álcool 78 cobre 2 595 chumbo 1 744 enxofre 445 ferro 3 000
  13. 13. O Diagrama de Fases Mapa de Pressões e Temperaturas que indica os Estados Físicos em que uma substância pura pode se apresentar e suas possíveis mudanças de Estado Físico. O Diagrama de Fases é composto por três curvas que delimitam tais Estados Físicos.
  14. 14. Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  15. 15. Pontos do Diagrama
  16. 16. PT: PONTO TRIPLO: Indica os valores de pressão e temperatura nos quais a substância coexiste nos TRÊS ESTADOS FÍSICOS (Sólido, Líquido e Vapor). É o ponto em que as três curvas se interceptam. Pressão Temperatura0 pT Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás TT PT
  17. 17. Pc: PONTO CRÍTICO: Indica o limite que determina se a substância é um vapor ou um GÁS. Ele mostra a temperatura crítica a partir da qual a substância passa a ser um GÁS. Pressão Temperatura0 pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás TC PC
  18. 18. Curvas do Diagrama
  19. 19. CURVA 1 CURVA DE FUSÃO - SOLIDIFICAÇÃO: fronteira entre os estados SÓLIDO-LÍQUIDO. Ou seja, sobre essa curva (com os respectivos valores de temperatura e pressão) a substância coexiste naqueles Estados Físicos sofrendo FUSÃO ou SOLIDIFICAÇÃO. Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  20. 20. CURVA 2 CURVA DE VAPORIZAÇÃO - CONDENSAÇÃO: fronteira entre os estados LÍQUIDO-VAPOR. Ou seja, sobre essa curva a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO. Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  21. 21. CURVA 3 CURVA DE SUBLIMAÇÃO - RESSUBLIMAÇÃO: Fronteira entre os estados VAPOR-SÓLIDO. Ou seja, sobre essa curva, a substância coexiste naqueles Estados Físicos, sofrendo Sublimação ou Ressublimação (Sublimação Reversa).Pressão Temperatura0 pT pC Imagem produzida pelo Prof. Leandro Lima Sólido Líquido Vapor Gás 1 Pc PT 2 3 TT TC
  22. 22. Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o CO2 sendo transformado em gelo seco.
  23. 23. ÁGUA PURA Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor Vapor PF = 0°C PE = 100°C Líquido – 10°C Diagrama de Mudança de Estado Físico
  24. 24. ÁGUA + AÇÚCAR Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido Sólido + Líquido Líquido + Vapor ∆TE – 15°C ∆TF Vapor Líquido
  25. 25. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido + Líquido Líquido + Vapor MISTURAS EUTÉTICAS ∆TE – 15°C TF Sólido Vapor Líquido Misturas Eutéticas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a fusão/solidificação.
  26. 26. Temperatura (°C) a 1 atm Tempo Sólido e Líquido Líquido + Gasoso TE – 15°C ∆TF Sólido Vapor Líquido Misturas Azeotrópicas são misturas que mantêm sua temperatura constante durante a vaporização/condensação. MISTURAS AZEOTRÓPICAS
  27. 27. Curva de Aquecimento e Resfriamento
  28. 28. Influência de Fatores Externos
  29. 29. Calor • CALOR SENSÍVEL: provoca apenas variação na temperatura do corpo, sem que aconteça mudança no seu estado de agregação, ou seja, se o corpo é sólido continua sólido e o mesmo acontece com os estados líquidos e gasosos. • CALOR LATENTE: é a grandeza física que informa a quantidade de energia térmica (calor) que uma unidade de massa de uma substância deve perder ou receber para que ela mude de estado físico, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e assim por diante. MASSA QUANTIDAE DE CALOR
  30. 30. Temperatura T Temperatura 3T Pressão Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim, quanto MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO.
  31. 31. Altitude Quanto MAIOR a ALTITUDE, MENOR a TEMPERATURA DE EBULIÇÃO e vice-versa, visto que Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais. Por esse motivo, a água ferve a uma temperatura mais baixa nas montanhas do que ao nível do mar!
  32. 32. La Paz: 87 ºC 3600 m Quito: 90 ºC 2850 m Brasília: 96 ºC 1100 m São Paulo: 98 ºC 750 m Santos: 100 ºC Nível do mar 0 m Altitude
  33. 33. Curiosidades
  34. 34. Qual a diferença entre VAPOR e GÁS? VAPOR: Estado Físico que é capaz de estar em equilíbrio com o Estado Líquido ou Sólido, ou transformar-se nesses estados a partir da variação da Pressão ou Temperatura. Ex.: Quando colocamos água para ferver numa chaleira, obtemos água no estado de vapor.
  35. 35. GÁS: Estado Físico que não pode ser alterado apenas pela da variação da Temperatura. Para que haja mudanças no Estado Físico de um gás, é necessário que se varie a sua Pressão. Ex.: O gás de cozinha (GLP – Gás Liquefeito de Petróleo). Dentro do botijão, ele se encontra no estado líquido por estar a altas pressões.
  36. 36. E AGORA ?
  37. 37. •Em uma panela de pressão, a pressão interna é bem maior que a externa, fazendo a temperatura de ebulição da água aumentar, passando a ser algo em torno de 120ºC em vez de 100°C em uma panela aberta. •Cozinhando o alimento em uma maior temperatura e portanto mais rapidamente. A panela de Pressão
  38. 38. DÚVIDAS ????

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