Mudanças de estado físico da matéria

1. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO DAS
SUBSTÂNCIAS
1. É possível uma substância
estar em mais de um estado
físico ao mesmo tempo?
4. Existe alguma
diferença entre
Vapor e Gás?
3. Por que conseguimos cozinhar
o alimento mais rapidamente
utilizando uma panela de
pressão?
2. Por que nas
montanhas a água
ferve abaixo de
100ºC?
Questões iniciais:

2. ESTADOS FÍSICOS DAS SUBSTÂNCIAS
São as diferentes formas de como uma
substância pode se apresentar no espaço.
Sólido Líquido Vapor
Os principais são:

3. SÓLIDO
 Os átomos da matéria estão em um estado
de agitação baixo, podendo ser concentrados
mais átomos em um mesmo espaço físico;
 Possui forma e volume fixos.
Ex.: Bola de bilhar.
Por exemplo, a bola de bilhar, pode ser
colocada em qualquer tipo de recipiente que
ela não tomará a forma do recipiente, e o seu
volume não vai aumentar ou diminuir.
A força de atração é
maior que a força de
repulsão entre suas
moléculas
Sólido

4. LÍQUIDO
 As moléculas já estão um pouco mais
dispersas em relação à mesma matéria no
estado sólido;
 Possui volume fixo e forma variável.
Por exemplo, a água, se estiver em um copo,
toma a forma do copo, se estiver na jarra,
fica na forma da jarra.
A força de atração é
aproximadamente igual
à força de repulsão
entre suas moléculas
Líquido
Ex.: Água.

5. VAPOR
 As partículas que formam a matéria estão
bastante afastadas, dispersas no espaço;
 Possui forma e volume variáveis.
Por exemplo, o oxigênio pode ser
comprimido dentro de um cilindro e
tomar a forma desse cilindro.
A força de atração é
menor que a força
de repulsão entre
suas moléculas
Ex.: Oxigênio.

6. SÓLIDO, LÍQUIDO OU VAPOR?

7. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Ex.: Água coexistindo nos
três estados físicos.
 Fatores externos que
influenciam no estado físico:
Pressão e Temperatura
 Fazem a matéria se
apresentar ora em um, ora
em outro estado físico.
As mudanças de um
estado físico para outro
recebem denominações
específicas...

8. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
A temperatura expressa a taxa de
agitação das partículas que compõem uma
substância, quanto maior a agitação das
moléculas, maior a temperatura.
O fornecimento de calor provoca:
 aumento de temperatura;
 mudança de estado.

9. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Absorvem calor
(transformações endotérmicas)
Liberam calor
(transformações exotérmicas)
Solidificação
Condensação
(Liquefação)
Sólido (ordem) Líquido
Fusão Vaporização
Sublimação
Vapor ou gás (desordem)

10. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
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.
Obs. O PF e o PS são obtidos em uma dada pressão. Quando
esta não é citada, considera-se a pressão atmosférica.

11. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Ponto de Fusão/Solidificação
 A temperatura não aumenta nem diminui enquanto
está acontecendo a fusão ou a solidificação.
 Temos dos dois estados coexistindo: Sólido +Liquido.
 Temperatura de fusão/solidificação da água = 0 °C.

12. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Ponto de Ebulição/Liquefação
• Ponto de Ebulição (PE) a temperatura em que
uma substância muda do estado líquido para o
estado de vapor.
• Ponto de Liquefação (PL) ou de Condensação
(PC) corresponde ao processo inverso, embora
as temperaturas sejam equivalentes.
Obs. O PE e o PL/PC são obtidos em uma dada
pressão. Quando esta não é citada, considera-se a
pressão atmosférica.

13. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Ponto de Ebulição/Liquefação
 A temperatura não aumenta nem diminui enquanto está
acontecendo a ebulição ou a condensação.
 Temos dos dois estados coexistindo: Líquido + Vapor.
 Temperatura de ebulição/condensação da água = 100 °C.

14. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
TIPOS DE VAPORIZAÇÃO
Evaporação:
 Ocorre à
temperatura
ambiente de forma
bem lenta;
 Sem o
aparecimento de
bolhas ou agitação
do líquido.
Ebulição:
 Ocorre de forma
mais rápida;
 Em toda a
extensão do
líquido, com
agitação e
formação de
bolhas
Calefação:
 ocorre de forma muito
rápida (abrupta);
 quando o líquido se
aproxima de uma
superfície muito quente
vemos as gotas “pulando”
e passando rapidamente
para o estado de vapor

15. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Diagrama de Mudança de Estado Físico

16. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Diagrama de Mudança de Estado Físico

17. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Diagrama de Mudança de Estado Físico
São misturas que
mantêm sua temperatura
constante durante a
fusão/solidificação.

18. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Diagrama de Mudança de Estado Físico

19. MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO
Influência da Pressão
Pressão e Temperatura são grandezas diretamente proporcionais, assim, quanto
MAIOR A PRESSÃO, MAIOR A TEMPERATURA DE EBULIÇÃO.

20. Influência da Altitude
Quanto MAIOR a ALTITUDE,
MENOR A PRESSÃO, LOGO
MENOR a TEMPERATURA DE
EBULIÇÃO.
Por esse motivo, a água
ferve a uma temperatura
mais baixa nas montanhas
do que ao nível do mar!
Diminuindo-se a pressão, a
agitação das moléculas é
facilitada logo a matéria muda
seu estado mais facilmente.

21. SIMULADOR ONLINE
Simulado (joguinho), para fins didáticos: Estados da matéria (1.07).
Para entender melhor como as moléculas se comportam nos três
estados físicos da matéria.
Permite visualizar:
 Como as moléculas se
comportam em cada estado
físico da matéria;
 Diagramas de pressão e
temperatura (pode-se modificar
a temperatura ou o volume de
substância no recipiente);
 Relacionar o potencial de
interação com as forças
intermoleculares.
https://phet.colorado.edu/pt/simulatio
n/legacy/states-of-matter-basics

22. 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.
É composto por três
curvas que delimitam
tais Estados Físicos.

23. O Diagrama de Fases
Fronteira entre os estados SÓLIDO-
LÍQUIDO. Sobre essa curva (com os
respectivos valores de temperatura
e pressão) a substância coexiste
naqueles estados físicos sofrendo
FUSÃO OU SOLIDIFICAÇÃO.
Ex.: O gelo derretendo
ou a água congelando
Curva 1 - Curva de
Fusão – Solidificação

24. O Diagrama de Fases
Fronteira entre os estados
LÍQUIDO-VAPOR. Sobre essa curva
a substância coexiste naqueles
Estados Físicos, sofrendo
VAPORIZAÇÃO ou CONDENSAÇÃO.
Ex.: A água evaporando ou a
precipitação da chuva.
Curva 2 - Curva de
Vaporização -
Condensação:

25. O Diagrama de Fases
Fronteira entre os estados
VAPOR-SÓLIDO. Sobre essa curva,
a substância coexiste naqueles
Estados Físicos, sofrendo
Sublimação ou Ressublimação
(Sublimação Reversa).
Ex.: O gelo seco virando “fumaça” ou o
CO2 sendo transformado em gelo seco.
Curva 3: Curva de
Sublimação -
Ressublimação:

26. O Diagrama de Fases
 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.
PT - Ponto Triplo:

27. O Diagrama de Fases
 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.
PC - Ponto Crítico:

28. O Diagrama de Fases
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.

29. O Diagrama de Fases
Qual a diferença entre VAPOR e GÁS?
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.

30. Diagrama de Fases da Água
No Ponto Triplo, temos:
TT = 0,01 °C
pT = 4,579 mmHg (0,006 atm).
Com esses valores de temperatura e pressão,
poderemos observar a água simultaneamente
nos três estados: sólido (gelo), líquido (água)
e vapor (vapor d’água).
760
4,579
0 0,01 100
P(mmHg)
t(ºC)
Água
líquida
Água
sólida
Água
vapor
Ponto triplo

31. Diagrama de Fases da Água
Leia a tirinha e dê
uma explicação para
o fato ocorrido.

32. Curiosidade:A panela de Pressão
Ao nível do mar, nas panelas
abertas, a água ferve a uma
temperatura próxima de 100 °C.
Na 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
120 °C.
Nessas condições, estaremos
cozendo o alimento a uma
temperatura maior que numa
panela aberta, gastando,
assim, menos tempo para o
cozimento.