O planeta Terra está em uma posição do Sistema Solar que os cientistas consideram privilegiada, pois permite condições ideais para o desenvolvimento da vida. Parece óbvio, considerando a diversidade de espécies que habitam em nosso planeta, mas não nos damos conta de que a existência de água nos três estados físicos, ou nas três fases sólida, líquida e gasosa), é um dos principais fatores que possibilitam isso.
Em nenhum outro astro do Sistema Solar ocorre o mesmo. Quando os cientistas buscam alguma forma de vida em outros planetas, o principal indício dessa possibilidade é a existência de água em uma das três fases mencionadas. Se ela existir na fase sólida, por exemplo, os cientistas procuram sinais que indicam se, em um passado remoto ou recente, aquela água já estivera na fase líquida, fluindo e possibilitando a existência da vida.
As mudanças de fase também se devem à troca de calor.
Fases da matéria
É curioso verificar que, independentemente da fase em que a substância se encontra, ela continua sendo a mesma, ainda que algumas de suas propriedades se modifiquem. O que diferencia as fases é o grau de liberdade que átomos e moléculas possuem ao interagirem entre si. Essa liberdade está relacionada com a intensidade das forças de interação atômica ou molecular.
Em um modelo ideal, na fase sólida, as forças de interação alcançam seu maior valor máximo e o grau de liberdade é mínimo. As substâncias possuem forma própria. Na fase líquida, as forças de interação são menores e, consequentemente, o grau de liberdade é maior. As substâncias possuem fluidez. Na fase gasosa, as forças praticamente se anulam e o grau de liberdade é máximo. As substâncias tendem a ocupar todos os espaços disponíveis. Vale a pena lembrar que nem todas as substâncias se comportam de acordo com o modelo ideal, portanto é necessário estudar os casos gerais e também os particulares.
Calor sensível e calor latente
Vimos que, quando uma substância recebe ou libera certa quantidade de calor, sua temperatura aumenta ou diminui. Em alguns casos, a quantidade de calor trocado provoca apenas a variação de temperatura do corpo ou substância, sem causar mudança de fase. Quando isso ocorre chamamos o calor trocado de calor sensível. Mas, em dadas situações, essa troca de calor pode provocar uma mudança de fase, por exemplo, ao aquecermos uma pedra de gelo, ao nível do mar. Quando o gelo atinge a temperatura de 0 °C, inicia-se a mudança de fase, de sólida para líquida. Se mantivermos a fonte de calor, a água aquecerá e, quando atingir a temperatura de 100 °C, passará por uma nova mudança de fase, agora de líquida para gasosa. Nesses casos, o calor trocado é denominado calor latente de mudança de fase, conhecido no passado como calor latente de fusão e calor latente de ebulição. Entretanto, não é toda substância que muda de fase ao receber ou perder calor. Se aquecermos um pedaço de madeira, por exemplo, aumentando sua temperatura gradativamente, ele jamais se tornará líquido, mas entrará em combustão., transformando-se basicamente em carvão e gás carbônico. Uma mudança de fase é uma transformação física, ou seja, o calor trocado com a substância apenas atua no modo de agregação de suas partículas sem afetar sua composição química. Ao final do processo temos exatamente a mesma substância, mas em fase diferente. Assim é possível reverter o processo, fazendo a troca de calor ocorrer no sentido oposto e a substância retornar à fase anterior. Substâncias capazes de mudar de fase são aquelas que, do ponto de vista da estrutura atômica molecular, têm suas partículas agrupadas especialmente de forma regular, constituindo o que se costuma de retículo ou estrutura cristalina.
O derretimento do gelo é um bom exemplo. Absorvendo calor , o gelo transforma-se em água - fase líquida e, ao contrário, liberando calor, congela-se novamente - fase sólida. No caso do carvão produzido ela queima de um pedaço de madeira, não há como essa transformação ser revertida, o carvão jamais será celulose novamente. A combustão é uma transformação química irreversível em que a substância envolvida se modifica completamente, ou seja, a substância deixa de existir após a reação e surge uma ou mais de uma nova substância.
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