Mudanças de fase
Existem quatro estados da matéria no universo: plasma, gás, líquido e sólido. Mas, a matéria na Terra existe principalmente em três fases distintas: gás, líquido e sólido. Uma fase é uma forma distinta de uma substância e a matéria pode mudar entre as fases. Pode levar temperatura, pressão ou energia extremas, mas toda a matéria pode ser alterada.
Existem seis mudanças distintas de fase que ocorrem com diferentes substâncias em diferentes temperaturas. As seis mudanças são:
- Congelamento : a substância muda de um líquido para um sólido.
- Derretimento : a substância volta do estado sólido ao líquido.
- Condensação : a substância muda de um gás para um líquido.
- Vaporização : a substância passa de líquida a gasosa.
- Sublimação : a substância passa diretamente do estado sólido ao gasoso sem passar pela fase líquida.
- Deposição : a substância muda diretamente de um gás para um sólido sem passar pela fase líquida.
Exemplos de mudança de fase
 |
Tenho certeza de que você sabe como é a maioria dessas fases. Congelamento é quando a água líquida congela em cubos de gelo. O derretimento é quando os cubos de gelo derretem. A condensação ocorre quando o orvalho se forma na grama pela manhã. A vaporização é quando a água ferve e se transforma em vapor.
Você pode não saber de deposição, mas isso acontece quando o vapor d'água vai direto para o congelamento, como quando há geada em uma manhã fria de inverno. Um exemplo de sublimação ocorre quando o gelo seco se transforma diretamente em gás. O gás também pode se transformar em plasma. Para fazer isso, você precisa adicionar uma quantidade enorme de energia ao gás para liberar os elétrons dos átomos.
 |
Diagrama de mudança de fase
Vamos dar uma olhada na mudança de fase no que diz respeito à água. Isso se aplica a todas as substâncias, mas estamos mais familiarizados com a água. A mudança de fase é frequentemente mostrada em um diagrama como o abaixo:
 |
Quando uma substância está no estado sólido, ela pode absorver muita energia na forma de calor até atingir o ponto de fusão. Pense na neve lá fora. Uma vez que a neve atinge o solo, ela permanece lá, seja -50 graus F do lado de fora ou até 32 graus F.
A neve pode absorver energia por todo o caminho até atingir seu ponto de fusão de 32 graus F. Esta é a linha diagonal no estágio I do gráfico. Quando uma substância atinge seu ponto de fusão, ela é uma combinação de sólido e líquido por um tempo, como você pode ver pela linha reta no gráfico no estágio II.
Em um determinado ponto, todo o sólido se transformou em líquido. Agora, o líquido pode absorver energia na forma de calor por um bom tempo até chegar ao ponto de ebulição. Pense em colocar uma panela com água no fogão e esperar que ferva. Você começa com a água em qualquer temperatura em que saiu da torneira, depois adiciona calor por um bom tempo. A água fica cada vez mais quente, absorvendo cada vez mais calor, mas ainda está toda na fase líquida. Este é o estágio III do gráfico.
Eventualmente, depois do que parece uma eternidade, se você estiver com fome, a água chega ao ponto de ebulição. Nesse ponto, a água começa a ferver e se transformar em vapor, ou vapor d'água. Por muito tempo, a água está no estágio de líquido e de vapor - estágio IV no gráfico. Se você esperar o tempo suficiente, toda a água acabará se transformando em vapor e todo o líquido estará em um estágio gasoso - estágio V no gráfico.
Energia envolvida na mudança de fase
Agora, aqui está a coisa estranha sobre este diagrama. Observe que nos estágios II e IV, quando uma substância atinge seu ponto de fusão e ebulição, nenhuma mudança de temperatura acontece. A energia ainda está sendo adicionada à substância, mas a temperatura não aumenta. Isso porque, nesses pontos do processo, toda a energia extra é aplicada para quebrar as ligações entre as moléculas da substância. Isso também é verdade nas outras quatro mudanças de fase: congelamento, evaporação, condensação e sublimação. A energia está sendo usada para quebrar ou formar ligações e é por isso que o gráfico é plano nesse ponto.
Embora tenhamos falado principalmente sobre água neste vídeo, todas as substâncias têm temperaturas de mudança de fase específicas. Além disso, os pontos de congelamento, fusão e condensação podem mudar para substâncias diferentes, dependendo da pressão sob a qual estão. Se você tentar ferver água em uma altitude elevada, você sabe que a água ferve em uma temperatura mais baixa devido à pressão mais baixa naquela altitude.
Resumo da lição
As substâncias na Terra podem existir em uma das seis fases, mas principalmente elas existem em uma das três: sólida, líquida ou gasosa. Existem seis mudanças de fase pelas quais as substâncias passam:
- Congelamento : líquido para sólido
- Derretimento : sólido para líquido
- Condensação : gás para líquido
- Vaporização : líquido para gás
- Sublimação : sólido para gás
- Deposição : gás para sólido
Resultados de Aprendizagem
Após esta lição, você será capaz de:
- Defina as seis mudanças de fase pelas quais as substâncias podem passar
- Forneça exemplos de cada uma das seis mudanças de fase
- Explique por que existem platôs em um diagrama de mudança de fase