Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

1. CALOR E MUDANÇA DE ESTADO Toda matéria, dependendo da temperatura, pode se apresentar em três estados: sólido, l&iacu... Pressione TAB e depois F para ouvir o conteúdo principal desta tela. Para pular essa leitura pressione TAB e depois F. Para pausar a leitura pressione D (primeira tecla à esquerda do F), para continuar pressione G (primeira tecla à direita do F). Para ir ao menu principal pressione a tecla J e depois F. Pressione F para ouvir essa instrução novamente.

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sobre: Física

1. CALOR E MUDANÇA DE ESTADO

Toda matéria, dependendo da temperatura, pode se apresentar em três estados: sólido, líquido e gasoso.
As possíveis mudanças de estado, quando uma substância recebe ou cede calor, estão esquematizadas na figura abaixo:

  

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?
   

Quando, à pressão constante, uma substância recebe (absorve) calor sensível, sua temperatura aumenta: se o calor é latente, ocorre mudança de estado, mantendo-se a mesma temperatura. 

O gráfico ilustra a variação da temperatura de uma substância em função do calor absorvido pela mesma.

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

Importante:

1) O termo sublimação é usado para designar a mudança sólidoÛ gasoso. Alguns autores classificam a passagem sólidoè gasoso como sublimação direta ou 1ª sublimação, e a passagem gasosoè sólido como sublimação inversa ou 2ª sublimação.

Na CNTP o melhor exemplo de sublimação é o da naftalina, que passa do estado sólido diretamente para o gasoso.
2)A mudança líquidoè gasoso, que chamamos vaporização, deve ser subdividida em:

a) Evaporação: é um processo espontâneo e lento, que se verifica a uma temperatura qualquer e depende da área de contato.
Na evaporação, quanto maior a área de contato mais rapidamente se processa a passagem do estado líquido para o gasoso.
b) Ebulição: é um processo que se verifica a uma determinada temperatura (a pressão tem influência sobre a temperatura, veremos posteriormente). Logo é um processo forçado. É mais rápido que a evaporação.
c) Calefação: ocorre quando uma massa de líquido cai sobre uma superfície aquecida a uma temperatura superior a temperatura de ebulição do líquido.
A calefação é um processo quase instantâneo. Ao observarmos gotas d’água caírem sobre uma chapa bem quente, notamos que as gotas vaporizam rapidamente emitindo um chiado característico.

2. CALOR LATENTE

Calor latente de mudança de estado L é a quantidade de calor, por unidade de massa, que é necessário fornecer ou retirar de um dado corpo, a uma certa pressão, para que ocorra a mudança de estado, sem variação de temperatura.

Matematicamente:
 

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?


Da definição de calor latente resulta sua unidade de medida: cal/g , J/g, KJ/kg, BTU/lb, etc.
A quantidade de calor envolvida na mudança de estado decorre da definição de calor latente.

Q = m.L

Importante: 

  • À pressão constante, toda substância sofre mudança de estado a uma determinada temperatura.
  • À pressão constante, durante a mudança de estado a temperatura se mantém constante.
  • Nas mesmas condições, a quantidade de calor recebida (absorvida) ou cedida (liberada) por uma dada substância, durante a mudança de estado, é, em valor absoluto, igual para a unidade de sua massa.

Exemplo:

calor latente de fusão do gelo:  LF = 80cal/g
calor latente de solidificação da água: LS = - 80 cal/g
O sinal (+) refere-se à quantidade de calor recebida (absorvida) pela substância, e o sinal (-) à quantidade de calor cedida (liberada) pela mesma.

3. INFLUÊNCIA DA PRESSÃO

A pressão influi sobre as temperaturas em que ocorrem as mudanças de estado físico.

3.1 INFLUÊNCIA NA FUSÃO

   Quase todas as substâncias, ao fundirem, aumentam de volume. No entanto existem algumas exceções, como a água, a prata, o antimônio, o bismuto, que diminuem de volume ao fundirem.

   A pressão influencia a temperatura de fusão desses dois grupos de maneira distinta, vejamos.

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?


Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

 Tudo o que foi dito sobre a temperatura de fusão também é válido para a temperatura de solidificação.

3.2 INFLUÊNCIA NA EBULIÇÃO

   A influência da pressão sobre a ebulição é muito mais simples que sobre a fusão, pois a regra agora é única:

Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

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    Como a temperatura e a pressão influenciam na mudança de estado físico da matéria?

    A temperatura e a pressão atuam de formas contrárias, enquanto o aumento da temperatura faz com que as moléculas afastem-se, o aumento da pressão faz com que elas fiquem mais próximas umas das outras. Um exemplo é a solubilidade do gás dióxido de carbono usado nos refrigerantes.

    Como a temperatura influência na mudança de estado físico?

    As moléculas de água a -1 °C encontram-se em estado sólido e a 0 °C ocorre a mudança (ponto de fusão) de gelo a 0 °C para água a 0 °C. Quando atinge a temperatura de 100 °C, realiza uma nova mudança de estado (vaporização), passando do estado líquido para o gasoso.

    Quais são os fatores que influenciam na mudança de estado físico da matéria?

    A pressão e a temperatura, que são as variáveis de estado, influenciam no estado físico em que uma substância se encontra e ao receber ou perder certa quantidade de calor ela pode sofrer uma mudança/transição desse estado.

    Como a pressão influencia na temperatura?

    Influência sobre a Temperatura A temperatura do ar também apresenta uma proporção inversamente proporcional aos valores da pressão atmosférica. Assim, quanto maior é a temperatura, menor é a pressão; e quanto maior é a pressão, menor é a temperatura.