Quais as características dos estados físicos em relação à forma e volume?

As mudanças de estado físico ocorrem entre substâncias sólidas, líquidas e gasosas, onde as transformações dependem da temperatura e pressão.

As mudanças no estado físico da matéria ocorrem por conta de duas grandezas, a pressão e a temperatura. Porém, antes de entender como se caracteriza cada mudança, é importante saber sobre os estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso.

Cada estado da matéria é definido de acordo com a disposição das partículas, ou seja, se estão muito próximas ou afastadas. Nesse sentido, para que o estado sólido seja formado, é preciso que as partículas estejam aglomeradas.

Já no estado líquido, as partículas ficam um pouco mais separadas, de modo que a movimentação entre elas seja possível. Por outro lado, no estado gasoso, as partículas se encontram muito afastadas uma das outras, com total liberdade para se movimentar.

Sendo assim, quando ocorre a transição entre os estados sólido, líquido ou gasoso, temos o que chamamos de mudanças de estado físico.

Logo, todas as substâncias constituídas por alguma matéria possuem um dos três estados físicos, dependendo da pressão e temperatura do ambiente.

Mudanças de estado físico

Para que as mudanças no estado físico possam ocorrer, ou seja, a transição entre sólido, líquido e gasoso, é essencial que haja a interferência de duas grandezas: temperatura e pressão.

Neste caso, ambas as grandezas atuam de forma contrária nas mudanças de estados físicos. Isso significa que, enquanto a temperatura está elevada, ocorre o afastamento das moléculas. Por outro lado, quando a pressão está elevada, as moléculas se juntam.

Um exemplo prático nas mudanças de estado físico é uma garrafa de refrigerante. Você já deve ter percebido que, às vezes, no momento de abrir a garrafa, todo o líquido espirra de forma instantânea. Isso acontece porque existe no refrigerante uma quantidade de dióxido de carbono, colocado nas garrafas com o auxílio de temperaturas baixas e pressão alta.

Assim, ao abrir a garrafa, o ar entra no recipiente e a pressão que havia ali se desfaz rapidamente. Por conta disso, o líquido sai mais rápido da garrafa por conta do aumento da temperatura e da baixa da pressão. Ou seja, quanto maior a temperatura ambiente, mais rápido o gás sai da garrafa.

Dessa forma, para que haja mudanças no estado físico das substâncias é preciso que ocorra a diminuição ou aumento da temperatura, sendo que, em relação à pressão, o valor corresponde a 1 atm ou 760 mmHg – nível do mar.

Logo, as mudanças de estado físico são divididas em:

• Fusão;
• Solidificação;
• Vaporização;
• Condensação;
• Sublimação;

Fusão

Dentre as mudanças de estado físico temos o processo de fusão, aquele em que a água passa do estado sólido para o estado líquido, como ocorre no derretimento de uma pedra de gelo. Neste caso, quando o água está no estado sólido, as moléculas estão unidas e não possuem nenhum tipo de movimentação.

Como a estrutura de uma matéria sólida é rígida e as moléculas são unidas, a estrutura possui formato e volume definidos. Assim, para que um cubo de gelo, por exemplo, passe do estado sólido para o estado líquido, é preciso que as moléculas se separem.

Dessa forma, as moléculas começam a se separar quando é introduzido ao sistema, no caso no cubo de gelo, algum tipo de energia, ou seja, calor. Com isso, a energia entra nas partículas e as forçar intermoleculares entre as moléculas vão se desfazendo, transformado o sólido em líquido.

Quando o sistema absorve uma quantidade expressiva de calor, temos o ponto de fusão, também conhecido como temperatura de fusão. Sendo assim, o termo fusão representa exatamente a mudança do estado sólido para o líquido.

Solidificação

A solidificação é a forma contrária do processo de fusão. Ou seja, nas mudanças de estado físico, a solidificação representa a passagem do estado líquido para o estado sólido. Assim, a substância só se torna sólida quando a temperatura suficiente é atingida.

Ou seja, a temperatura permanece constante durante o processo de solidificação e só se altera após atingir o estado sólido completo. Em seguida, a temperatura continua em declínio para abaixo de 0º.

Em relação à água, o ponto de solidificação ocorre quando o líquido atinge 0º. Sendo assim, a água permanece com a mesma temperatura até que todo o líquido fique congelado e, só então, a temperatura abaixa para -1ºC, – 2ºC etc.

Mudanças no estado físico – Vaporização

A vaporização é mais uma entre as mudanças de estado físico. Neste caso, o processo ocorre quando há mudança no estado líquido para o estado gasoso. Um exemplo é água de uma panela que, quando aquecida, começa a evaporar.

No caso da vaporização, é possível dividir o processo de duas formas: evaporação e ebulição. Na evaporação, o processo de transformação ocorre de forma lenta. Já na ebulição, a transformação de um estado físico para o outro acontece de forma rápida.

Na vaporização temos o ponto de ebulição, momento em que a temperatura do líquido atinge calor suficiente para passar para o estado gasoso. Na água, por exemplo, o ponto de ebulição é 100º C.

Condensação

Condensação é mais uma das mudanças no estado físico, sendo caracterizada como a passagem do estado gasoso para o estado líquido.

Neste caso, a substância gasosa permanece com a temperatura constante, até que o processo de condensação se inicie e a substância se transforme em líquido.

Um exemplo muito comum de condensação é o orvalho, presente em folhas e vegetação em geral. Mesmo que não tenha chovido no dia anterior, é possível ver gotículas de água, chamadas de orvalho.

O processo ocorre porque o vapor de água que existe no ar entra em contato com superfícies que apresentam temperaturas baixas. Assim, o vapor se condensa e são formadas as gotículas de água sobre a vegetação, por exemplo.

Sublimação

Por último, dentre as mudanças de estado físico, temos a sublimação. Neste caso, ocorre a passagem direta da substância para o estado sólido para o estado gasoso ou, ainda, do estado gasoso para o sólido.

A maneira mais comum de sublimação é o que ocorre com o gelo seco ou as pedrinhas de naftalina, utilizadas para colocar em lugares fechados, por exemplo.

O que achou da matéria? Se gostou, confira também o que Efeito Fotoelétrico e quais as características da Matéria Escura.

Fontes: Manual da Química, Só Biologia e Mundo Educação 

Imagens: Estudo Kids, Toda Matéria, Todo Mundo, Vez da Voz, Claudia, Pixnio e Tudo Gostoso

Quais as características dos estados físicos em relação à sua forma e volume?

Qual estado físico da matéria possui forma e volume?

Quais são as características do estado gasoso quanto à forma e volume?

Quais são as principais características do estado sólido líquido e gasoso?