Quando um corpo recebe calor Sua temperatura pode aumentar ou ele pode mudar de estado físico?

A fusão é a mudança do estado sólido para o estado líquido. Ela ocorre quando um corpo, submetido a uma dada pressão, recebe calor e sua temperatura atinge um determinado valor.

A quantidade de calor que o corpo deve receber para se transformar totalmente em líquido, depende da substância que o constitui.

De uma forma geral, quando uma substância está no estado sólido apresenta uma forma bem definida. Seus átomos estão organizados ordenadamente em uma estrutura chamada de rede cristalina.

Quando recebe calor, os átomos que formam o sólido aumentam sua vibração, aumentando sua temperatura.

Se a energia recebida aumentar, a vibração dos átomos irá desfazer a rede cristalina e o corpo passará para o estado líquido.

Leis da Fusão

1. Mantendo-se constante a pressão, a temperatura durante todo o processo de fusão permanece constante.
2. A quantidade de calor por unidade de massa é chamado de calor latente de fusão e é uma característica da substância.
3. A temperatura em que cada substância sofre fusão é bem determinada, e é chamada de ponto de fusão.

Quando submetido a uma pressão de 1 atmosfera a água se funde a 0 ºC, enquanto o ponto de fusão do ferro é 1.535 ºC e do cloro é 101,5 ºC.

Quantidade de Calor Latente

A quantidade de calor necessária para um corpo mudar de estado, depende do valor do calor latente de fusão e da massa do corpo.

O valor do calor latente varia de acordo com a substância que compõe o corpo. Na tabela abaixo, apresentamos os valores de algumas substâncias.

Fórmula

A quantidade de calor necessária para um corpo mudar de fase é dada pela fórmula:

Sendo,

Q: quantidade de calor latente (cal)
m: massa (g)
Lf: calor latente de fusão (cal/g)

Note que a fórmula da quantidade de calor na mudança de fase, não leva em consideração a variação de temperatura.

Isto ocorre porque toda a quantidade de calor recebida é utilizada para a quebra da rede cristalina, ficando a temperatura constante durante todo o processo.

Exemplo

Qual a quantidade de calor necessária para fundir totalmente um bloco de ouro de massa igual a 200 g?

O calor latente de fusão do ouro é igual a 15 cal/g (tabela acima), assim teremos:

Q = 200 . 15 = 3 000 cal ou 3 kcal

Para saber mais, leia também:

• Mudanças de Estado Físico
• Estados Físicos da Matéria
• Estados Físicos da Água
• Propriedades da Matéria
• Diagrama de Fases
• Liquefação ou Condensação
• Ebulição
• Evaporação
• Sublimação
• Solidificação
• Eletrólise
• Vaporização

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.

É provável que nas suas aulas de ciências no ensino fundamental você tenha aprendido três estados físicos da matéria, o sólido, o líquido e o gasoso.

Esses estados físicos vêm do estado de agregação das moléculas constituintes da matéria. Se elas estão fortemente ligadas e com uma liberdade de movimento restrita a apenas agitações em torno de um ponto de equilíbrio, teremos nessa situação o estado sólido.

Com grau de liberdade de movimento maior, mas com alguma restrição, pois ainda há forças entre as moléculas, teremos o estado líquido e com um grau ainda maior de liberdade, pois as forças entre as moléculas são praticamente desprezíveis, teremos o estado gasoso.

Uma substância pode se apresentar em qualquer um desses estados físicos dependendo das condições de temperatura e pressão a que é submetida. Uma maneira muito comum de se mudar o estado físico de uma substância é pelo aquecimento, ou seja, pela troca de calor dessa substância com alguma fonte térmica.

Vamos estudar os processos de mudança de estado físico, assim como as leis que regem esse fenômeno.

Fusão e solidificação

Quando uma substância se encontra no estado sólido e começa receber calor, a sua temperatura aumenta, assim como o estado de agitação das suas moléculas. Se continuarmos com esse aquecimento, a agitação molecular se tornará tão intensa que as ligações entre as moléculas irão se romper.

A partir desse momento, a energia que está sendo transferida na forma de calor não será mais utilizada para o aumento da agitação molecular, mas sim, para a quebra das ligações moleculares. Essa quebra nas ligações moleculares dará as moléculas uma maior liberdade de movimento, caracterizando a fusão ou passagem para o estado liquido.

Solidificação

A solidificação é o processo inverso da fusão. Considere que uma substância no estado líquido esteja cedendo calor. Ao ceder calor, a sua temperatura irá diminuir, assim como o estado de movimentação das moléculas. Essa diminuição da movimentação molecular fará que as ligações moleculares se tornem mais intensas, caracterizando o estado sólido.

A figura abaixo representa os dois processos descritos acima na forma de um gráfico:

Observe pelo gráfico que, durante a mudança de estado, a substância permanece com a temperatura constante.

Vaporização

Se a substância do item anterior estiver no estado líquido e continuarmos a fornecer calor, a sua temperatura irá aumentar. Com isso, haverá um aumento no grau de movimentação das moléculas.

Em determinada temperatura, essas moléculas terão energia suficiente para escapar das forças moleculares que ainda existem entre elas e atingir um grau de liberdade maior. Nesse novo estado, conhecido como gasoso, as forças entre as moléculas são praticamente desprezíveis.

A vaporização pode ocorrer de três maneiras: evaporação, ebulição e calefação.

• Evaporação:
  Esse processo ocorre de maneira bem lenta e à temperatura ambiente. Pode se tomar como exemplo a evaporação da água da roupa que é deixada no varal para secar.
   
• Ebulição:
  É um processo mais rápido que ocorre a uma temperatura fixa. Tal processo é facilmente observado quando se coloca a água para ferver.
   

Calefação:
É o processo mais rápido e ocorre quando a fonte de calor está a uma temperatura muito maior do que a temperatura de ebulição da substância. Tome como exemplo uma gota de água sobre uma chapa muito quente.

Condensação

É o processo inverso da vaporização. Ao se diminuir a temperatura do gás, ele começa a perder a sua energia de movimentação. Com isso, as moléculas se agrupam através das forças moleculares, fazendo que a substância entre no estado líquido.

Curva de aquecimento

A figura a seguir mostra como uma substância inicialmente do estado sólido se comporta ao ser aquecida até atingir o estado gasoso. O gráfico a seguir é conhecido como curva de aquecimento.

Sublimação

A passagem direta do estado sólido para o estado gasoso sem passar pelo estado líquido é definida como sublimação. Tal processo só ocorre em condições adequadas de pressão e temperatura. É um processo de difícil observação no dia a dia. Temos como exemplos mais famosos desse fenômeno a naftalina e o gelo seco.

As leis gerais da mudança de estado

Pelo gráfico anterior podemos observar que as mudanças de estado físico são caracterizadas por patamares. Isso nos mostra que, durante essa situação, a temperatura da substância permanece constante. Desse fato, podemos enunciar a primeira lei geral das mudanças de estado:

• 1ª lei: "Durante a mudança de estado, se a substância estiver à pressão constante, a temperatura de mudança de estado permanecerá constante".

  Tal fenômeno pode ser explicado pelo fato de que, na mudança de estado físico, como, por exemplo, por aquecimento, a energia que é absorvida pela substância em forma de calor não está sendo usada para o aumento da agitação molecular, mas para a quebra das ligações entre as moléculas.

  Observando o enunciado da primeira lei temos algo importante a ser analisado. A temperatura permanece constante se a pressão se mantiver constante. A partir desse ponto, podemos concluir que, se mudarmos a pressão sobre a substância, também mudaremos a sua temperatura de mudança de estado. Então podemos enunciar a segunda lei geral das mudanças de estado.

• 2ª lei: "Se a pressão sobre a substância variar, a temperatura de mudança de estado também irá variar".

  Um exemplo da aplicação dessa lei ocorre quando fervemos água em região litorânea. Nesse caso, a água irá ferver à temperatura de 100°C, pois a pressão ambiente ao nível do mar é de um atmosfera. Mas se fervermos a água em uma cidade como São Paulo, teremos a ebulição a uma temperatura de 98°C, pois nessa cidade a pressão ambiente é menor que um atmosfera.

Quando um corpo recebe calor sem haver mudança de estado físico esse corpo estâ?

Quando um corpo recebe calor sempre ocorre um aumento na sua temperatura?

O que ocorre quando um corpo recebe calor?

Quando um corpo recebe calor sua temperatura aumenta Conserva