Mudanças de fase
Tendo a água como exemplo, as mudanças de fase seguem uma nomenclatura específica:
Fusão: passagem da fase sólida ara a fase líquida (derretimento do gelo).
Solidificação: passagem da fase líquida para a fase sólida (congelamento da água).
Vaporização: passagem da fase líquida para a fase gasosa (água fervendo).
Condensação: passagem da fase gasosa para a fase a fase líquida (vapor de água virando gotículas).
Sublimação: passagem da fase sólida ara a fase gasosa (alimentos liofilizados ou desidratados).
Sublimação inversa ou ressublimação: passagem da fase gasosa ara a fase sólida.
Esquematicamente, temos:
Fornecendo calor a uma substância na fase sólida, sua estrutura cristalina fica intacta, até determinada temperatura, por causa das forças atrativas. Entretanto, nessa estrutura, as partículas oscilam em torno de posições médias de equilíbrio. Com a elevação da temperatura há um aumento na amplitude das oscilações, ocasionando maior distanciamento médio entre as partículas. Essa agitação enfraquece as ligações interatômicas e, quando a temperatura se fusão do sólido é atingida, o retículo cristalino começa a se desmanchar, ocorrendo a fusão , e o material passa para a fase líquida. Nessa fase, as partículas estão mais livres e, se continuarmos o aquecimento, possuirão cada vez mais energia cinética. Quando a temperatura atinge determinado valor, gradativamente as partículas com maior energia cinética adquirem condições de passar da camada superficial do líquido, originando a fase gasosa.
Sob determinadas condições de pressão e temperatura, o fornecimento de calor a um sólido cristalino pode provocar a liberação das partículas para a fase gasosa sem passar pela fase líquida. Ocorre então a sublimação ou simplesmente a volatização do sólido. Sob pressão e temperatura ambientes, a naftalina e o dióxido de carbono sólido (gelo-seco) são exemplos de substâncias que sofrem sublimação.
Da mesma forma, a liberação de calor por um vapor ou gás pode ocasionar a formação do sólido sem passar pela fase líquida. Tem-se, então, a sublimação inversa. Como exemplo, temos as geadas, que se formam da passagem direta de vapor de água para gelo.
Fusão e solidificação
As substâncias cujas estruturas são cristalinas fundem-se e solidificam-se em temperaturas bem determinadas. Enquanto a fusão se processa, a quantidade sólida diminui e a líquida aumenta sem que a temperatura se modifique. O contrário ocorre durante a solidificação. As fases sólidas e líquidas são, perfeitamente nítidas e distinguíveis.
As substâncias amorfas ou não cristalinas, como a cera, a manteiga, o asfalto, o vidro e a parafina, fundem-se ou se solidificam-se num intervalo determinado de temperatura. Por exemplo, durante a fusão, a parafina vai amolecendo gradativamente, tornando-se pastosa, e depois se liquefaz completamente. Seja a substância cristalina ou não, ao fundir-se absorve calor e ao solidificar-se libera calor.
No nosso estudo daremos ênfase às substâncias cristalinas, para as quias são válidas as proposições a seguir:
A temperatura de fusão-solidificação depende da substância e da pressão externa.
* Durante a fusão-solidificação, mantida a pressão externa, a temperatura permanece constante.
Influência da pressão na fusão-solidificação
As substâncias que aumentam de volume durante o processo de fusão-solidificação, ao sofrerem aumento de pressão, fundem e solidificam a temperaturas mais altas. Já as que diminuem de volume durante a fusão-solidificação, sob pressões mais elevadas, têm seus pontos de fusão-solidificação diminuídos.
Assista à videoaula abaixo:
Conteúdos complementares (opcional):
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/mudacas-fases.htm
https://www.preparaenem.com/fisica/fusao-solidificacao.htm