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Mudança de fase (2017)
A matéria possui três estados de agregação a serem
considerados: sólido, líquido e gasoso
Sólido
• caracterizado por uma elevada força de coesão
entre as moléculas, garantindo forma e volume bem
definidos.
Líquido
• a força de coesão entre as moléculas é menos
intensa e a substância apresenta volume definido,
mas forma variável (do recipiente).
Gasoso
• as forças de coesão praticamente são inexistentes,
fazendo com que nem volume nem forma sejam
definidos. Nesse estado, a substância se distribui por
todo o espaço disponível.
Modificando-se as condições de
pressão e/ou temperatura, pode
haver a passagem de um estado
de agregação para outro.
Mudança de fase (2017)
Vaporização
• passagem de
uma fase líquida
para a gasosa.
•transformação
inversa é a
liquefação ou
condensação
Fusão
• passagem de
uma fase sólida
para líquida.
• transformação
inversa é a
solidificação.
Sublimação
• passagem
diretamente da
fase sólida para
a gasosa.
As principais mudanças de fase são:
Quando o efeito é a mudança de estado, mantendo-se
constante a temperatura do corpo.
𝑄 = 𝑚. 𝐿
Onde:
• Q é a quantidade de calor recebida ou
cedida
• m é a massa
• L é o calor latente de mudança de fase:
o Lfusão = 80 cal/g
o Lvaporização = 540 cal/g
Mudançadefase
Curva de aquecimento da água
A: aquecimento do gelo
B: fusão do gelo a 0 ºC
C: aquecimento da água líquida
D: vaporização da água líquida
a 100 ºC
E: aquecimento do vapor
Curva de aquecimento da água
A: Sólido
B: Sólido + líquido
C: Líquido
D: Líquido + vapor
E: VaporCalor Sensível
Calor Sensível
Calor Sensível
Calor
Latente
Calor
Latente
R.29 Temos inicialmente 200 gramas de gelo a -10ºC. Determine a
quantidade de calor que essa massa de gelo deve receber para se
transformar em 200 g de água líquida a 20 °C. Trace a curva de
aquecimento desse processo.
[Dados: calor específico do gelo 0,5 cal/gºC calor específico da água
1 cal/gºC calor latente de fusão do gelo 80 cal/g]
R.30 Fez-se uma cavidade num grande bloco de gelo a 0 °C e no seu
interior colocou-se um corpo sólido de massa 16 g a 100 °C. Estando
o sistema isolado termicamente do meio exterior, verificou-se, após
o equilíbrio térmico, que se formaram 2,5 g de água líquida.
Determine o calor específico do material que constitui o corpo.
(Dado: calor latente de fusão de gelo: 80 cal/g)
R.31 Uma pedra de gelo a 0 °C é colocada em 200 g de água a 30 °C,
num recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado
termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20 °C. Qual é a
massa da pedra de gelo?
(Dados: calor específico da água c = 1 cal/gºC calor latente de fusão
do gelo L = 80 cal/g)
R.33 Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem no seu
interior uma pedra de gelo a -20ºC com 200 g de massa. Coloca-se
nesse calorímetro vapor de água a 100 °C, até que a temperatura do
sistema seja 60 °C. Sendo os calores latentes LF = 80 cal/g (fusão) e
LC = -540 cal/g (condensação), calcule a massa de água existente no
calorímetro quando o equilíbrio térmico é atingido. Considere os
calores específicos do gelo 0,5 cal/gºC e da água líquida 1 cal/gºC]
Exercícios página 102/103
83-84-85-86-88
A sobrefusão é o fenômeno que
consiste em uma substância
encontrar-se no estado líquido
numa temperatura abaixo da sua
temperatura de solidificação.
Quando um líquido resfria, é possível ocorrer um atraso na
solidificação e o líquido atingir, sem mudar de fase, temperaturas
inferiores à de solidificação. Esse fenômeno é denominado
superfusão ou sobrefusão.
Mudança de fase (2017)
Mudança de fase (2017)
Mudança de fase (2017)
Sabe-se que uma amostra de 60g de água está super-resfriada, na
temperatura de -4ºC. Ao ser perturbada, uma parte da amostra se
transforma em gelo. Dados: calor específico da água cágua = 1
cal/gºC e o calor latente de fusão do gelo Lfusão = 80 cal/g. Calcule:
a) a quantidade de água em sobrefusão que se solidifica;
b) a porcentagem da água congelada.
Exercícios página 104
92-93
 Quando um corpo se funde, de modo geral, ele aumenta de volume. Para
uma substância que tenha esse comportamento, observa-se que um
aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua
temperatura de fusão (e, consequentemente, em sua temperatura de
solidificação).
 A vaporização ocorre graças à fuga de partículas através da fronteira
líquido-gás; assim, um aumento na pressão acarreta um aumento na
temperatura de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a
dificultar a vaporização, literalmente empurrando as partículas de volta à
superfície do líquido.
E por conta desse fenômeno que
foram desenvolvidas as panelas
de pressão.
 Lei da mudança de fase: Sob pressão constante, durante
a mudança de fase a temperatura permanece constante.
 Calor latente (L): Numericamente é a quantidade de
calor que a substância troca (ganha ou perde), por
unidade de massa, durante a mudança de estado,
mantendo-se constante a temperatura.
 Experimentalmente, verificamos que a fusão e a
vaporização são processos endotérmicos, ou seja,
consomem calor. Já a liquefação e a solidificação são
processos exotérmicos, ou seja, cedem calor.
Mudança de fase (2017)

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Mudança de fase (2017)

  • 2. A matéria possui três estados de agregação a serem considerados: sólido, líquido e gasoso
  • 3. Sólido • caracterizado por uma elevada força de coesão entre as moléculas, garantindo forma e volume bem definidos. Líquido • a força de coesão entre as moléculas é menos intensa e a substância apresenta volume definido, mas forma variável (do recipiente). Gasoso • as forças de coesão praticamente são inexistentes, fazendo com que nem volume nem forma sejam definidos. Nesse estado, a substância se distribui por todo o espaço disponível.
  • 4. Modificando-se as condições de pressão e/ou temperatura, pode haver a passagem de um estado de agregação para outro.
  • 6. Vaporização • passagem de uma fase líquida para a gasosa. •transformação inversa é a liquefação ou condensação Fusão • passagem de uma fase sólida para líquida. • transformação inversa é a solidificação. Sublimação • passagem diretamente da fase sólida para a gasosa. As principais mudanças de fase são:
  • 7. Quando o efeito é a mudança de estado, mantendo-se constante a temperatura do corpo. 𝑄 = 𝑚. 𝐿 Onde: • Q é a quantidade de calor recebida ou cedida • m é a massa • L é o calor latente de mudança de fase: o Lfusão = 80 cal/g o Lvaporização = 540 cal/g
  • 8. Mudançadefase Curva de aquecimento da água A: aquecimento do gelo B: fusão do gelo a 0 ºC C: aquecimento da água líquida D: vaporização da água líquida a 100 ºC E: aquecimento do vapor
  • 9. Curva de aquecimento da água A: Sólido B: Sólido + líquido C: Líquido D: Líquido + vapor E: VaporCalor Sensível Calor Sensível Calor Sensível Calor Latente Calor Latente
  • 10. R.29 Temos inicialmente 200 gramas de gelo a -10ºC. Determine a quantidade de calor que essa massa de gelo deve receber para se transformar em 200 g de água líquida a 20 °C. Trace a curva de aquecimento desse processo. [Dados: calor específico do gelo 0,5 cal/gºC calor específico da água 1 cal/gºC calor latente de fusão do gelo 80 cal/g]
  • 11. R.30 Fez-se uma cavidade num grande bloco de gelo a 0 °C e no seu interior colocou-se um corpo sólido de massa 16 g a 100 °C. Estando o sistema isolado termicamente do meio exterior, verificou-se, após o equilíbrio térmico, que se formaram 2,5 g de água líquida. Determine o calor específico do material que constitui o corpo. (Dado: calor latente de fusão de gelo: 80 cal/g)
  • 12. R.31 Uma pedra de gelo a 0 °C é colocada em 200 g de água a 30 °C, num recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20 °C. Qual é a massa da pedra de gelo? (Dados: calor específico da água c = 1 cal/gºC calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g)
  • 13. R.33 Um calorímetro de capacidade térmica desprezível tem no seu interior uma pedra de gelo a -20ºC com 200 g de massa. Coloca-se nesse calorímetro vapor de água a 100 °C, até que a temperatura do sistema seja 60 °C. Sendo os calores latentes LF = 80 cal/g (fusão) e LC = -540 cal/g (condensação), calcule a massa de água existente no calorímetro quando o equilíbrio térmico é atingido. Considere os calores específicos do gelo 0,5 cal/gºC e da água líquida 1 cal/gºC] Exercícios página 102/103 83-84-85-86-88
  • 14. A sobrefusão é o fenômeno que consiste em uma substância encontrar-se no estado líquido numa temperatura abaixo da sua temperatura de solidificação. Quando um líquido resfria, é possível ocorrer um atraso na solidificação e o líquido atingir, sem mudar de fase, temperaturas inferiores à de solidificação. Esse fenômeno é denominado superfusão ou sobrefusão.
  • 18. Sabe-se que uma amostra de 60g de água está super-resfriada, na temperatura de -4ºC. Ao ser perturbada, uma parte da amostra se transforma em gelo. Dados: calor específico da água cágua = 1 cal/gºC e o calor latente de fusão do gelo Lfusão = 80 cal/g. Calcule: a) a quantidade de água em sobrefusão que se solidifica; b) a porcentagem da água congelada. Exercícios página 104 92-93
  • 19.  Quando um corpo se funde, de modo geral, ele aumenta de volume. Para uma substância que tenha esse comportamento, observa-se que um aumento na pressão exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fusão (e, consequentemente, em sua temperatura de solidificação).  A vaporização ocorre graças à fuga de partículas através da fronteira líquido-gás; assim, um aumento na pressão acarreta um aumento na temperatura de ebulição, pois uma pressão mais elevada tende a dificultar a vaporização, literalmente empurrando as partículas de volta à superfície do líquido. E por conta desse fenômeno que foram desenvolvidas as panelas de pressão.
  • 20.  Lei da mudança de fase: Sob pressão constante, durante a mudança de fase a temperatura permanece constante.  Calor latente (L): Numericamente é a quantidade de calor que a substância troca (ganha ou perde), por unidade de massa, durante a mudança de estado, mantendo-se constante a temperatura.  Experimentalmente, verificamos que a fusão e a vaporização são processos endotérmicos, ou seja, consomem calor. Já a liquefação e a solidificação são processos exotérmicos, ou seja, cedem calor.