O que acontece com as moléculas dos corpos nos estados sólido líquido e gasoso para que seja possível definir temperatura?

O ponto de fusão e o ponto de ebulição representam a temperatura que uma substância muda de estado, em uma dada pressão.

No caso do ponto de fusão, a substância muda do estado sólido para o estado líquido. Já o ponto de ebulição refere-se a mudança do estado líquido para o estado gasoso.

Por exemplo, o gelo começa a se transformar em água na forma líquida, quando sua temperatura é igual a 0 ºC . Logo, o ponto de fusão da água é 0 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Para passar de líquida para vapor, a água deve atingir a temperatura de 100 ºC. Assim, o ponto de ebulição da água é 100 ºC (sob pressão de 1 atmosfera).

Ponto de Fusão

Quando uma substância no estado sólido recebe calor, ocorre um aumento no grau de agitação de suas moléculas. Consequentemente sua temperatura também aumenta.

Ao atingir uma determinada temperatura (ponto de fusão), a agitação das moléculas é tal que rompe as ligações internas entre os átomos e moléculas.

Nesse ponto, a substância começa a mudar seu estado e passará para o estado líquido se continuar recebendo calor.

Durante a fusão sua temperatura se mantém constante, pois o calor recebido é usado unicamente para a mudança de estado.

O calor por unidade de massa necessário para mudar de fase é chamado de calor latente de fusão (Lf) e é uma característica da substância.

Tabela do ponto de fusão e calor latente

Na tabela abaixo indicamos a temperatura do ponto de fusão e o calor latente de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Ponto de Ebulição

A ebulição é caracterizada pela passagem rápida do estado líquido para o gasoso, com a formação de vapores (bolhas) no interior do líquido.

Da mesma forma que ocorre na fusão, existe uma temperatura (ponto de ebulição) em que uma determinada substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

Para que isso ocorra é necessário que a substância receba calor. Durante toda a mudança de fase, a temperatura permanece constante.

O calor latente de vaporização (Lv) é a quantidade de calor por unidade de massa, necessária para uma substância mudar de fase.

Tabela do ponto de ebulição e calor latente

Na tabela abaixo, indicamos a temperatura do ponto de ebulição e o calor latente de vaporização de algumas substâncias à pressão atmosférica.

Interferência da pressão

A temperatura do ponto de fusão e do ponto de ebulição depende da pressão exercida sobre a substância.

De uma maneira geral, as substâncias aumentam de volume quando sofrem fusão. Este fato faz com que quanto maior a pressão, maior deverá ser a temperatura para que a substância mude de fase.

A exceção ocorre com algumas substâncias, entre elas a água, que diminui seu volume quando sofrem fusão. Neste caso, uma maior pressão irá diminuir o ponto de fusão.

Uma diminuição na pressão faz com que o ponto de ebulição de uma determinada substância seja menor, ou seja, a substância irá ferver em uma menor temperatura.

Por exemplo, em lugares acima do nível do mar a água ferve com temperaturas menores que 100 ºC. Com isso, nesses lugares demora-se muito mais para cozinhar do que em lugares ao nível do mar.

Leia também:

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Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

Transcrição de vídeo

RKA - Olá, pessoal! Nesta videoaula vocês irão aprender sobre as mudanças do estado físico da matéria. Para isso, veremos os efeitos da variação da temperatura no grau de agitação das partículas. Antes de começar, vamos entender o que é matéria. Matéria pode ser compreendido como tudo aquilo que possui massa e ocupa um determinado lugar no espaço. A massa é o que designa a quantidade de matéria em um determinado corpo. E o espaço está relacionado ao volume ocupado pela matéria. A matéria é constituída por átomos, átomos que se associam uns aos outros e formam moléculas. Vejamos aqui alguns exemplos de moléculas. Nós temos aqui uma molécula de água. A molécula de água é formada por um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Temos aqui outro exemplo de molécula, uma molécula de dióxido de carbono. Um terceiro exemplo é a molécula de amônia, que é formada por três hidrogênios e um nitrogênio. Temos aqui também uma molécula de oxigênio, que são dois átomos de oxigênio e aqui uma molécula de dióxido de nitrogênio, que é formada por um nitrogênio e dois oxigênio. A matéria de um determinado corpo é formada por diferentes átomos em interação, formando moléculas, moléculas que podem ser extensas ou podem ser pequenas, como essas aqui. Existem três estados da matéria: sólido, líquido e gasoso. O estado sólido é caracterizado microscopicamente com uma alta coesão entre as moléculas constituintes de um determinado corpo. Essa intensidade de coesão faz com que as moléculas fiquem próximas umas das outras, tendo pouca agitação. Uma das características do estado sólido é a organização das moléculas, de maneira que é bem definido o seu volume, é bem definido o espaço ocupado pela matéria. No estado líquido, nós já observamos que as moléculas diminuem a intensidade de coesão entre elas. Isso faz com que elas estejam um pouco mais distantes umas das outras, permitindo, assim, uma agitação das moléculas um pouco maior. No estado líquido, o volume não é tão bem definido, ele é definido pelo recipiente que o comporta. Por exemplo, quando nós pegamos água líquida e colocamos dentro de um copo, ela fica no formato do copo. Se a colocamos dentro de uma bacia, ela fica no formato da bacia. O último estado da matéria é o estado gasoso. O estado gasoso caracteriza-se pela quase inexistência de coesão entre as moléculas. No estado gasoso, as moléculas encontram-se afastadas umas das outras, com alto grau de agitação. O estado gasoso não possui nem forma e nem volume definido, as moléculas ocupam todo recipiente. Eu gostaria de destacar um pouco mais o aspecto da agitação das moléculas. Para tanto, vamos para a próxima figura. Apenas ressaltando o que eu disse anteriormente, nós temos aqui os três estados da matéria. O primeiro deles é o sólido. No estado sólido, as moléculas estão próximas umas das outras e quase não existe agitação das moléculas, elas vibram entre si com um movimento bem devagar. No estado líquido, nós temos uma mudança em relação à movimentação. Nós temos aqui as quatro moléculas e temos, representados pela setinha, o movimento que esses átomos fazem. Vejam que esses movimentos são curtos. Mesmo com essa movimentação, nós conseguimos ver uma forma da matéria. No estado gasoso, a movimentação é maior, veja que as moléculas estão mais distantes umas das outras e que elas fazem movimentos maiores do que no estado líquido. No estado sólido, a forma e volume são bem definidos. No estado líquido, a forma e o volume são mais ou menos definidos, ao passo que, no estado gasoso, forma e volume não são definidos. Para entender um pouco melhor a relação entre a agitação das moléculas e o estado físico da matéria, vamos utilizar um software. Esse software foi criado pela Universidade do Colorado. O software apresenta uma simulação dos estados da matéria. Então, vamos lá. Nós temos aqui alguns átomos e moléculas. Temos o átomo de neônio, átomo de argônio, a molécula de oxigênio e uma molécula de água. Nós temos também o estado físico de cada um desses átomos e moléculas. Eu vou deixar clicado na molécula de água. Nós temos aqui um recipiente onde estão as nossas moléculas de água. Esse recipiente possui um termômetro. Esse termômetro pode ser medido em Kelvins ou Celsius. Eu vou deixar em Celsius. Na parte de baixo do nosso recipiente, nós temos uma fonte de calor, onde nós podemos adicionar calor ou retirar calor. Eu vou clicar aqui no estado sólido e veja o que acontece com as moléculas. No estado sólido, as moléculas estão próximas umas das outras e elas estão apenas se agitando, veja que elas estão apenas vibrando. Não há muito movimento. As moléculas ficam próximas umas das outras. Veja que é possível ver uma forma, um volume que é ocupado por essas moléculas de água. Se nós clicarmos no estado líquido, é possível perceber que as moléculas agora estão se agitando um pouco mais, há uma movimentação das moléculas. Perceba que o volume e a forma ainda são definidos, no entanto, o volume não é tão bem definido como no estado sólido. Vou clicar aqui no estado gasoso. Perceba que, agora, as moléculas estão se movimentando muito e elas ocupam todo o espaço do recipiente. Não é possível ver uma forma. Ao ocupar todo o espaço do recipiente, as moléculas acabam assumindo a forma do recipiente, não uma forma própria, como nós observamos nos estados sólido e líquido. Mas vamos voltar ao estado sólido. Observe que no estado sólido, a temperatura é de -127 ºC. Nós podemos adicionar calor, mudando essa alavanca para cima. Bom, eu adicionei calor. Perceba que à medida que eu adiciono calor, o grau de agitação das moléculas aumenta e há um aumento na temperatura. Se nós fizermos um movimento inverso, se retirarmos calor, a agitação das moléculas irá diminuir, ou seja, a temperatura do nosso sistema vai diminuir. Com isso, podemos concluir que, ao adicionar calor, nós aumentamos a agitação das moléculas e, conseqüentemente, aumentamos a temperatura do sistema. Ao retirar calor, nós diminuímos a agitação das moléculas e, com isso, diminuímos a temperatura do sistema. É isso pessoal, vejo vocês na próxima videoaula. Até lá.

O que acontece com as moléculas no estado sólido líquido e gasoso?

Como ficam as moléculas em estado sólido como ficam as moléculas em estado líquido como ficam as moléculas em estado gasoso?

O que está ocorrendo com as moléculas ao passar do estado sólido para o líquido?

O que acontece quando uma substância passa diretamente do estado sólido para o gasoso?