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Estados Físicos da
Matéria
CIÊNCIAS NATURAIS
1
Por que a matéria muda de estado
físico?
 A matéria encontra-se em três estados
físicos fundamentais que são: estado
sólido, estado líquido e estado gasoso
(ou fase sólida, líquida e gasosa).
 O que irá determinar o estado físico de
uma substância (matéria) é a pressão e
a temperatura a qual está submetida.
2
Como as substâncias mudam de
estado físico?
 Sob certa pressão, a variação de temperatura
determina mudanças no estado físico das
substâncias.
 Cada substância depende de certa quantidade de
energia, sob a forma de calor para que as partículas
possam se libertar das forças que as controlam
(força de repulsão ou força de coesão).
 Diminuindo a temperatura, quem ganha é atração
(= coesão).
 Aumentando a temperatura, quem ganha é o
movimento (= repulsão).
3
4
Estados Físicos da Água
 As substâncias
existentes na
natureza podem ser
encontradas em três
diferentes estados
físicos, os quais são
chamados de fase
sólida, fase líquida e
fase gasosa.
5
Estado sólido
 Maior força de coesão entre os
átomos e moléculas que
constituem as substâncias.
 Forma e volume bem definidos.
 Exemplos: um cubo de gelo e
uma barra de ferro.
6
Estado líquido
 Volume definido, mas
formas variáveis.
 A força de coesão entre
átomos é mais fraca, fato
este que faz com que eles
tenham mais liberdade
para se locomover e
vibrar dentro da
substância.
7
Distribuição da água na Terra 8
Estado gasoso
 As forças de coesão entre os
átomos são tão pequenas que
são praticamente inexistentes,
ou seja, os átomos estão
muito separados entre si.
 Não possui forma, nem
volume definido.
9
Gás
 Substância que normalmente é
encontrada no estado gasoso.
 Ex.: gás oxigênio, gás carbônico,
gases nobres, gás ozônio, gás
nitrogênio, gás hidrogênio, etc.
 Para liquefazer um gás
(transformá-lo em líquido) é
preciso alterar a pressão do
mesmo.
 Exemplo: o gás no botijão (gás
GLP = gás liquefeito de petróleo)
está no estado líquido em virtude
da enorme pressão dentro do
recipiente no qual está contido.
10
Vapor
 Substância em estado gasoso, mas que
normalmente se apresenta líquida ou sólida.
 O vapor de água é invisível.
 Exemplo: o vapor de água que sai na respiração, ao
entrar em contato com o ar frio, se condensa (é a
“fumacinha” que vemos na foto).
Exemplo: a taça contém água gelada,
consequentemente, o copo está
gelado também, por isso o vapor de
água do ar se condensa ao entrar em
contato com esse copo.
11
Exemplo: Panela de pressão
 Considerando a pressão exercida ao nível do mar, a
água pura ferve a 100 ºC. Após alcançada esta
temperatura, independente do tempo que a
deixamos exposta à fonte de energia, a temperatura
não irá mais aumentar. No caso de utilizarmos um
fogão em casa, o fato de mantermos o fogo “alto”
após atingida a temperatura de ebulição da água,
estaremos apenas desperdiçando gás. O que ocorrerá
é simplesmente uma evaporação mais rápida da
água, mas o alimento levará o mesmo tempo para
cozinhar.
 Entretanto, é possível reduzirmos o tempo de
cozimento dos alimentos simplesmente aumentando
a pressão, como é alcançado através do uso das
panelas de pressão. Estas permitem que a água atinja
a temperatura de até 120 ºC em seu interior. Devido à
elevada pressão exercida pelo vapor, as panelas
possuem válvulas de segurança que funcionam em
momentos que a pressão se eleva exageradamente.
12
Variação da pressão atmosférica e
temperatura
 Quanto maior a altitude → menor a pressão atmosférica.
 Se a pressão varia → varia a temperatura para a mudança de
estado físico.
13
14
Mudanças de estado físico 15
Fusão (sólido → líquido)
 Cristalina = passam
diretamente de sólido para
líquido. Ex.: gelo, metais, etc.
 Pastosa = consistência pastosa
antes de derreter. Ex.: cera,
manteiga, etc.
 Obs.: Certos sólidos não
possuem ponto de fusão. A
madeira se for muito aquecida
carboniza-se, se for pouco
aquecida, não se funde.
16
Ponto de Fusão 17
Solidificação (líquido → sólido) 18
Vaporização (líquido → gasoso)
 Evaporação: é a vaporização
lenta, espontânea. Ex.:
evaporação da água dos
mares.
 Ebulição: é a vaporização
rápida, turbulenta, com
formação de bolhas. Ex.:
água fervendo.
 Calefação: é a vaporização
instantânea. Ex.: gota de
água caindo numa placa
quente.
19
20
Ponto de Ebulição 21
Condensação ou liquefação (gasoso →
líquido)
 Condensação: é a passagem de
um VAPOR para líquido.
 Ex.: vapor de água → gota de
água
 Liquefação: é a passagem de um
GÁS para líquido.
 Ex.: gás liquefeito do isqueiro.
22
GLP (gás liquefeito de petróleo)
 O gás liquefeito do petróleo
(GLP), que é encontrado
dentro dos botijões do gás de
cozinha, permanece na fase
líquida dentro dele e se torna
gás fora do recipiente.
 Dentro do botijão a pressão é
muito maior que a pressão
atmosférica e a temperatura é
mais baixa do que a de fora.
23
Sublimação (sólido ↔ gasoso)
 É passagem direta de sólido
para gasoso, ou de gasoso
para sólido, sem passar
pelo estado líquido.
 Ex.: naftalina, gelo seco (que
é CO2 em estado sólido),
cristais de iodo, cânfora,
enxofre.
24
Sublimação do iodo
25
Exemplos: Tinta sublimática
 Quando expostos a altas
temperaturas a tinta sublimática
(como já diz o nome) ela
sublima, ou seja, ela passa de
seu estado sólido diretamente
para o gasoso, e se estiver em
contato com alguma superfície
que absorva essa tinta (caso do
foto produto), o vapor irá
penetrar nas fibras de poliéster
da camiseta ou na resina de
poliéster que está presente nos
pratos e nas canecas
personalizáveis tingindo essas
superfícies.
26
Gelo seco (CO2 congelado)
 A vantagem do gelo-seco em
relação ao "molhado" (feito com
água) é que ele se mantém a uma
temperatura média de -80 ºC.
 Você sabe por que o gelo-seco tem
esse nome? É porque, quando
aquecido, ele passa direto do
estado sólido para o gasoso, sem
virar líquido.
27
Ciclo da Água 28
Plasma = quarto estado da matéria
 Difere-se dos sólidos, líquidos e gasosos por
possuir seus átomos separados ao ponto de
desprenderem-se dos elétrons. Por esse motivo o
plasma é chamado de gás ionizado.
 As estrelas, incluindo o Sol, são formadas
inteiramente de plasmas de altíssima temperatura
e densidade. Há diversos exemplos de plasmas
que aparecem em nosso dia a dia:
 chamas
 lâmpadas fluorescentes
 lâmpadas a vapor
 televisão com tela de plasma
 descarga atmosférica (raios)
29
30
 Estima-se que 99% de toda
matéria existente esteja no
estado de plasma, o que
faz deste o estado mais
comum e abundante do
Universo.
31
32
Prof.ª Ivanise Meyer – Ciências Naturais – 2015

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Estados físicos da matéria prof Ivanise Meyer

  • 2. Por que a matéria muda de estado físico?  A matéria encontra-se em três estados físicos fundamentais que são: estado sólido, estado líquido e estado gasoso (ou fase sólida, líquida e gasosa).  O que irá determinar o estado físico de uma substância (matéria) é a pressão e a temperatura a qual está submetida. 2
  • 3. Como as substâncias mudam de estado físico?  Sob certa pressão, a variação de temperatura determina mudanças no estado físico das substâncias.  Cada substância depende de certa quantidade de energia, sob a forma de calor para que as partículas possam se libertar das forças que as controlam (força de repulsão ou força de coesão).  Diminuindo a temperatura, quem ganha é atração (= coesão).  Aumentando a temperatura, quem ganha é o movimento (= repulsão). 3
  • 4. 4
  • 5. Estados Físicos da Água  As substâncias existentes na natureza podem ser encontradas em três diferentes estados físicos, os quais são chamados de fase sólida, fase líquida e fase gasosa. 5
  • 6. Estado sólido  Maior força de coesão entre os átomos e moléculas que constituem as substâncias.  Forma e volume bem definidos.  Exemplos: um cubo de gelo e uma barra de ferro. 6
  • 7. Estado líquido  Volume definido, mas formas variáveis.  A força de coesão entre átomos é mais fraca, fato este que faz com que eles tenham mais liberdade para se locomover e vibrar dentro da substância. 7
  • 9. Estado gasoso  As forças de coesão entre os átomos são tão pequenas que são praticamente inexistentes, ou seja, os átomos estão muito separados entre si.  Não possui forma, nem volume definido. 9
  • 10. Gás  Substância que normalmente é encontrada no estado gasoso.  Ex.: gás oxigênio, gás carbônico, gases nobres, gás ozônio, gás nitrogênio, gás hidrogênio, etc.  Para liquefazer um gás (transformá-lo em líquido) é preciso alterar a pressão do mesmo.  Exemplo: o gás no botijão (gás GLP = gás liquefeito de petróleo) está no estado líquido em virtude da enorme pressão dentro do recipiente no qual está contido. 10
  • 11. Vapor  Substância em estado gasoso, mas que normalmente se apresenta líquida ou sólida.  O vapor de água é invisível.  Exemplo: o vapor de água que sai na respiração, ao entrar em contato com o ar frio, se condensa (é a “fumacinha” que vemos na foto). Exemplo: a taça contém água gelada, consequentemente, o copo está gelado também, por isso o vapor de água do ar se condensa ao entrar em contato com esse copo. 11
  • 12. Exemplo: Panela de pressão  Considerando a pressão exercida ao nível do mar, a água pura ferve a 100 ºC. Após alcançada esta temperatura, independente do tempo que a deixamos exposta à fonte de energia, a temperatura não irá mais aumentar. No caso de utilizarmos um fogão em casa, o fato de mantermos o fogo “alto” após atingida a temperatura de ebulição da água, estaremos apenas desperdiçando gás. O que ocorrerá é simplesmente uma evaporação mais rápida da água, mas o alimento levará o mesmo tempo para cozinhar.  Entretanto, é possível reduzirmos o tempo de cozimento dos alimentos simplesmente aumentando a pressão, como é alcançado através do uso das panelas de pressão. Estas permitem que a água atinja a temperatura de até 120 ºC em seu interior. Devido à elevada pressão exercida pelo vapor, as panelas possuem válvulas de segurança que funcionam em momentos que a pressão se eleva exageradamente. 12
  • 13. Variação da pressão atmosférica e temperatura  Quanto maior a altitude → menor a pressão atmosférica.  Se a pressão varia → varia a temperatura para a mudança de estado físico. 13
  • 14. 14
  • 15. Mudanças de estado físico 15
  • 16. Fusão (sólido → líquido)  Cristalina = passam diretamente de sólido para líquido. Ex.: gelo, metais, etc.  Pastosa = consistência pastosa antes de derreter. Ex.: cera, manteiga, etc.  Obs.: Certos sólidos não possuem ponto de fusão. A madeira se for muito aquecida carboniza-se, se for pouco aquecida, não se funde. 16
  • 19. Vaporização (líquido → gasoso)  Evaporação: é a vaporização lenta, espontânea. Ex.: evaporação da água dos mares.  Ebulição: é a vaporização rápida, turbulenta, com formação de bolhas. Ex.: água fervendo.  Calefação: é a vaporização instantânea. Ex.: gota de água caindo numa placa quente. 19
  • 20. 20
  • 22. Condensação ou liquefação (gasoso → líquido)  Condensação: é a passagem de um VAPOR para líquido.  Ex.: vapor de água → gota de água  Liquefação: é a passagem de um GÁS para líquido.  Ex.: gás liquefeito do isqueiro. 22
  • 23. GLP (gás liquefeito de petróleo)  O gás liquefeito do petróleo (GLP), que é encontrado dentro dos botijões do gás de cozinha, permanece na fase líquida dentro dele e se torna gás fora do recipiente.  Dentro do botijão a pressão é muito maior que a pressão atmosférica e a temperatura é mais baixa do que a de fora. 23
  • 24. Sublimação (sólido ↔ gasoso)  É passagem direta de sólido para gasoso, ou de gasoso para sólido, sem passar pelo estado líquido.  Ex.: naftalina, gelo seco (que é CO2 em estado sólido), cristais de iodo, cânfora, enxofre. 24
  • 26. Exemplos: Tinta sublimática  Quando expostos a altas temperaturas a tinta sublimática (como já diz o nome) ela sublima, ou seja, ela passa de seu estado sólido diretamente para o gasoso, e se estiver em contato com alguma superfície que absorva essa tinta (caso do foto produto), o vapor irá penetrar nas fibras de poliéster da camiseta ou na resina de poliéster que está presente nos pratos e nas canecas personalizáveis tingindo essas superfícies. 26
  • 27. Gelo seco (CO2 congelado)  A vantagem do gelo-seco em relação ao "molhado" (feito com água) é que ele se mantém a uma temperatura média de -80 ºC.  Você sabe por que o gelo-seco tem esse nome? É porque, quando aquecido, ele passa direto do estado sólido para o gasoso, sem virar líquido. 27
  • 29. Plasma = quarto estado da matéria  Difere-se dos sólidos, líquidos e gasosos por possuir seus átomos separados ao ponto de desprenderem-se dos elétrons. Por esse motivo o plasma é chamado de gás ionizado.  As estrelas, incluindo o Sol, são formadas inteiramente de plasmas de altíssima temperatura e densidade. Há diversos exemplos de plasmas que aparecem em nosso dia a dia:  chamas  lâmpadas fluorescentes  lâmpadas a vapor  televisão com tela de plasma  descarga atmosférica (raios) 29
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  • 31.  Estima-se que 99% de toda matéria existente esteja no estado de plasma, o que faz deste o estado mais comum e abundante do Universo. 31
  • 32. 32 Prof.ª Ivanise Meyer – Ciências Naturais – 2015