FASES DA MATÉRIA/MUDANÇAS DE FASE
FASES DA MATÉRIA
A matéria pode se            Sólido: volume e forma
apresentar em três fases      definidos.
distintas: sólida, líquida   Líquido: volume
e gasosa.                     próprio e forma
                              indefinida.
                             Gasoso: volume e forma
                              indefinidos.
INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA




aumento da temperatura » aumento na agitação das moléculas
» diminuição das forças de atração » grande facilidade de
movimentação das moléculas (a substância mudou de fase).
Se diminuirmos a temperatura, os fenômenos se
produzem no sentido inverso.
INFLUÊNCIA DA PRESSÃO
Verifica-se experimentalmente que, se variarmos a
 pressão exercida sobre uma substância, a temperatura
 na qual ela muda de fase sofre alterações. Assim,
 quando dissemos que o gelo se funde a 0°C e a
 agua entra em ebulição a 100°C, destacamos que
 isso ocorre se a pressão for de 1 atm.
INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA
TEMPERATURA DE FUSÃO
Quando uma substância se      Exemplo: O chumbo (Pb),
 funde, de modo geral ela       que aumenta de volume ao se
 aumenta de volume. Para        fundir, tem seu ponto de
 uma substância que tenha       fusão em 327°C, à pressão de
 este comportamento,
 observa-se que um aumento      1 atm.
 na pressão exercida sobre     P > 1 atm; Pb (330°C)
 ela acarretará um aumento     P < 1 atm; Pb (320°C)
 em sua temperatura de
 fusão(e , consequentemente,
 em sua temperatura de
 solidificação.
A agua é uma exceção
Um aumento na pressão
 acarretará uma diminuição
 na temperatura de fusão,
 reciprocamente , uma
 diminuição na pressão
 acarretará um aumento na
 temperatura de fusão

                             O gelo funde-se apesar de estar abaixo de 0°C,
                             devido à grande pressão exercida sobre ele.
INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA
TEMPERATURA DE EBULIÇÃO
Qualquer substância, ao se
 vaporizar, aumenta de
 volume. Por esse motivo,
 um aumento na pressão
 acarretará um aumento
 na temperatura de
 ebulição , pois uma
 pressão mais elevada tende
 a dificultar a vaporização.
Panela de pressão
Em uma panela de
 pressão a água atinge
 temperaturas superiores
 a 100°C
MUDANÇAS DE FASE
Uma substância pode passar de uma fase para outra através de
recebimento ou fornecimento de calor. Essas mudanças de fase são
chamadas de:




 Os fenômenos de fusão e os de vaporização de uma substância sempre acontecem devido
  ao recebimento de calor, enquanto a solidificação e a liquefação ocorrem devido à
  perda de calor.
 Em pressão e temperatura média ambientes, podemos citar como exemplo de substâncias
  que sublimam a naftalina e o gelo seco (CO2 no estado sólido).
Tipos de vaporização
Evaporação
É a passagem de uma substância da fase líquida para a
 gasosa através de um processo lento que ocorre
 apenas na superfície do líquido.
Ebulição
É o nome que se dá à passagem de uma substância da
 fase líquida para a gasosa, quando o fenômeno ocorre
 de uma maneira tumultuosa e em todo o líquido.
CALOR LATENTE
O comportamento das substâncias durante as mudanças de
fase pode ser interpretado através dos seguintes casos:
Para passar da fase líquida para a fase sólida, um grama
de água precisa perder 80cal. Do mesmo modo, para
derreter, um grama de gelo precisa ganhar 80cal.
Note que 80cal representa a quantidade de calor que a água
ganha ou perde quando se derrete ou se congela, estando a
0°C.
Se a água está a 100°C cada grama precisa de 540cal para
passar á fase gasosa, e cada grama de vapor precisa
perder 540cal para passar á fase líquida.
Cálculo do calor latente de uma substância

   Q                                 Adotaremos :
L = ⇒ Q = m.L                        Calor latente de fusão do gelo (a
   m                                 0°C) Lf = 80 cal/g
                                     Calor latente de solidificação da
L = calor latente em cal/g           água (a 0°C) Ls = - 80 cal/g
                                     Calor latente de vaporização da
                                     água (a 100°C) Lv = 540 cal/g
Usaremos a notação:
                                     Calor latente de condensação do
Lf : calor latente de fusão
                                     vapor (a 100°C) Lc = - 540 cal/g
Ls: calor latente de solidificação
Lv: calor latente de vaporização
Lc: calor latente de condensação
CURVAS DE AQUECIMENTO E DE
RESFRIAMENTO
 Consideremos um bloco de          GRÁFICO DA CURVA DE
  gelo, à temperatura de -20°C        AQUECIMENTO
  sob pressão normal, contido no
  recipiente da figura abaixo.




                                   Supondo o processo inverso, isto é, a
                                     retirada de calor do vapor,
                                     ocorrerá, respectivamente, a
                                     condensação e a solidificação, e
                                     o gráfico será chamado curva de
                                     resfriamento.
DIAGRAMA DE FASES

Denomina-se diagrama de fases o gráfico da
pressão em função da temperatura de uma
determinada sustância.
Temos dois casos, que veremos a seguir.
1°caso: substância que diminui                  2°caso: substância que aumenta
de volume ao se fundir                          de volume ao se fundir
 (água, prata, ferro, antimônio e               Substâncias em geral
   bismuto)




 A: curva de fusão (sólido + líquido)
 B: curva de vaporização (líquido + gasoso)
 C: curva de sublimação (sólido + vapor)
 T: ponto triplo (sólido + líquido + gasoso)
Gás e vapor
A partir de uma determinada temperatura,
característica de cada substância, denominada
temperatura crítica (tc), não pode ocorrer a
vaporização e a condensação.
Isto é, para uma temperatura maior que a temperatura
crítica, a substância encontra-se sempre na fase
gasosa, qualquer que seja o valor da pressão.
Através da temperatura crítica podemos estabelecer a
diferença entre gás e vapor.
O diagrama ilustra o           Gás: é a substância que,
  exposto.                       na fase gasosa, se encontra
                                 em temperatura superior à
                                 sua temperatura crítica e
                                 que não pode ser liquefeita
                                 por compressão
                                 isotérmica.
                                Vapor: é a substância que,
                                 na fase gasosa, se encontra
                                 em temperatura abaixo de
 C: ponto crítico (P,T)         sua temperatura crítica e
 T (°C): temperatura crítica    que pode ser liquefeita por
                                 compressão isotérmica.

Calorimetria 2

  • 1.
  • 2.
    FASES DA MATÉRIA Amatéria pode se Sólido: volume e forma apresentar em três fases definidos. distintas: sólida, líquida Líquido: volume e gasosa. próprio e forma indefinida. Gasoso: volume e forma indefinidos.
  • 3.
    INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA aumentoda temperatura » aumento na agitação das moléculas » diminuição das forças de atração » grande facilidade de movimentação das moléculas (a substância mudou de fase). Se diminuirmos a temperatura, os fenômenos se produzem no sentido inverso.
  • 4.
    INFLUÊNCIA DA PRESSÃO Verifica-seexperimentalmente que, se variarmos a pressão exercida sobre uma substância, a temperatura na qual ela muda de fase sofre alterações. Assim, quando dissemos que o gelo se funde a 0°C e a agua entra em ebulição a 100°C, destacamos que isso ocorre se a pressão for de 1 atm.
  • 5.
    INFLUÊNCIA DA PRESSÃONA TEMPERATURA DE FUSÃO Quando uma substância se Exemplo: O chumbo (Pb), funde, de modo geral ela que aumenta de volume ao se aumenta de volume. Para fundir, tem seu ponto de uma substância que tenha fusão em 327°C, à pressão de este comportamento, observa-se que um aumento 1 atm. na pressão exercida sobre P > 1 atm; Pb (330°C) ela acarretará um aumento P < 1 atm; Pb (320°C) em sua temperatura de fusão(e , consequentemente, em sua temperatura de solidificação.
  • 6.
    A agua éuma exceção Um aumento na pressão acarretará uma diminuição na temperatura de fusão, reciprocamente , uma diminuição na pressão acarretará um aumento na temperatura de fusão O gelo funde-se apesar de estar abaixo de 0°C, devido à grande pressão exercida sobre ele.
  • 7.
    INFLUÊNCIA DA PRESSÃONA TEMPERATURA DE EBULIÇÃO Qualquer substância, ao se vaporizar, aumenta de volume. Por esse motivo, um aumento na pressão acarretará um aumento na temperatura de ebulição , pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização.
  • 8.
    Panela de pressão Emuma panela de pressão a água atinge temperaturas superiores a 100°C
  • 9.
    MUDANÇAS DE FASE Umasubstância pode passar de uma fase para outra através de recebimento ou fornecimento de calor. Essas mudanças de fase são chamadas de:  Os fenômenos de fusão e os de vaporização de uma substância sempre acontecem devido ao recebimento de calor, enquanto a solidificação e a liquefação ocorrem devido à perda de calor.  Em pressão e temperatura média ambientes, podemos citar como exemplo de substâncias que sublimam a naftalina e o gelo seco (CO2 no estado sólido).
  • 10.
    Tipos de vaporização Evaporação Éa passagem de uma substância da fase líquida para a gasosa através de um processo lento que ocorre apenas na superfície do líquido. Ebulição É o nome que se dá à passagem de uma substância da fase líquida para a gasosa, quando o fenômeno ocorre de uma maneira tumultuosa e em todo o líquido.
  • 11.
    CALOR LATENTE O comportamentodas substâncias durante as mudanças de fase pode ser interpretado através dos seguintes casos: Para passar da fase líquida para a fase sólida, um grama de água precisa perder 80cal. Do mesmo modo, para derreter, um grama de gelo precisa ganhar 80cal. Note que 80cal representa a quantidade de calor que a água ganha ou perde quando se derrete ou se congela, estando a 0°C. Se a água está a 100°C cada grama precisa de 540cal para passar á fase gasosa, e cada grama de vapor precisa perder 540cal para passar á fase líquida.
  • 12.
    Cálculo do calorlatente de uma substância Q Adotaremos : L = ⇒ Q = m.L Calor latente de fusão do gelo (a m 0°C) Lf = 80 cal/g Calor latente de solidificação da L = calor latente em cal/g água (a 0°C) Ls = - 80 cal/g Calor latente de vaporização da água (a 100°C) Lv = 540 cal/g Usaremos a notação: Calor latente de condensação do Lf : calor latente de fusão vapor (a 100°C) Lc = - 540 cal/g Ls: calor latente de solidificação Lv: calor latente de vaporização Lc: calor latente de condensação
  • 13.
    CURVAS DE AQUECIMENTOE DE RESFRIAMENTO  Consideremos um bloco de  GRÁFICO DA CURVA DE gelo, à temperatura de -20°C AQUECIMENTO sob pressão normal, contido no recipiente da figura abaixo. Supondo o processo inverso, isto é, a retirada de calor do vapor, ocorrerá, respectivamente, a condensação e a solidificação, e o gráfico será chamado curva de resfriamento.
  • 14.
    DIAGRAMA DE FASES Denomina-sediagrama de fases o gráfico da pressão em função da temperatura de uma determinada sustância. Temos dois casos, que veremos a seguir.
  • 15.
    1°caso: substância quediminui 2°caso: substância que aumenta de volume ao se fundir de volume ao se fundir  (água, prata, ferro, antimônio e  Substâncias em geral bismuto)  A: curva de fusão (sólido + líquido)  B: curva de vaporização (líquido + gasoso)  C: curva de sublimação (sólido + vapor)  T: ponto triplo (sólido + líquido + gasoso)
  • 16.
    Gás e vapor Apartir de uma determinada temperatura, característica de cada substância, denominada temperatura crítica (tc), não pode ocorrer a vaporização e a condensação. Isto é, para uma temperatura maior que a temperatura crítica, a substância encontra-se sempre na fase gasosa, qualquer que seja o valor da pressão. Através da temperatura crítica podemos estabelecer a diferença entre gás e vapor.
  • 17.
    O diagrama ilustrao Gás: é a substância que, exposto. na fase gasosa, se encontra em temperatura superior à sua temperatura crítica e que não pode ser liquefeita por compressão isotérmica. Vapor: é a substância que, na fase gasosa, se encontra em temperatura abaixo de  C: ponto crítico (P,T) sua temperatura crítica e  T (°C): temperatura crítica que pode ser liquefeita por compressão isotérmica.