Complementos de Mudança Complementos de Mudança de fasede fase

Temperatura e pressãoTemperatura e pressão

MUDANÇAS DE FASE

IndefinidoIndefinidaAltaGrandeFracasGasosa

DefinidoVariávelMédiaModeradaModeradasLíquida

DefinidoDefinidaBaixaPequenaFortes Sólida

VolumeFormaTempera-tura

EnergiaForças de atração

Fase

Mudanças de estado Mudanças de estado físicofísico

Fusão, vaporização e sublimação são transformações endotérmicas pois necessitam receber calor.

liquefação, solidificação e re-sublimação são transformações exotérmicas pois devem perder calor.

Dependendo de como a vaporização ocorre, podem-se Dependendo de como a vaporização ocorre, podem-se verificar três tipos:verificar três tipos:

• EbuliçãoEbulição:: ocorre a temperatura bem determinada, ocorre a temperatura bem determinada,

com agitação do líquido e formação de bolhas. Como com agitação do líquido e formação de bolhas. Como exemplo, tem-se a água fervendo numa chaleira. exemplo, tem-se a água fervendo numa chaleira.

• EvaporaçãoEvaporação:: pode ocorrer a qualquer temperatura pode ocorrer a qualquer temperatura

dentro da fase líquida, de forma lenta. Como exemplo, dentro da fase líquida, de forma lenta. Como exemplo, tem-se a evaporação de uma poça de água ou uma tem-se a evaporação de uma poça de água ou uma peça de roupa secando no varal.peça de roupa secando no varal.

• CalefaçãoCalefação:: ocorre quando o líquido entra em contato ocorre quando o líquido entra em contato

com uma superfície superaquecida. Quando certa com uma superfície superaquecida. Quando certa quantidade de água é jogada sobre a superfície quantidade de água é jogada sobre a superfície aquecida de um ferro de passar roupas, a água aquecida de um ferro de passar roupas, a água vaporiza sem tocar a superfície e com um chiado vaporiza sem tocar a superfície e com um chiado característico.característico.

Substâncias purasSubstâncias puras

• Apresentam ponto de fusão e ebulição Apresentam ponto de fusão e ebulição constantes.constantes.

Temperatura

Quantidade de calor

Fusão

Ebulição

SS

GG

LLS + LS + L

L + GL + G

Influência da pressãoInfluência da pressão

• Modificando a pressão as temperaturas de Modificando a pressão as temperaturas de fusão e ebulição são alteradas.fusão e ebulição são alteradas.

• Este comportamento pode ser descrito Este comportamento pode ser descrito pelo diagrama de fases.pelo diagrama de fases.

• Existem dois modelos de diagramas: Existem dois modelos de diagramas: maioria das substâncias(ex.: COmaioria das substâncias(ex.: CO22) e ) e exceções(ex.: Hexceções(ex.: H22O).O).

Maioria das substânciasMaioria das substâncias

Sólido

Vapor

gás

Líquido

11

22

AA

BB CC

Pressão

Temperatura

1 – Ponto Triplo1 – Ponto Triplo

2 – Ponto Crítico2 – Ponto Crítico

A – Curva de SublimaçãoA – Curva de Sublimação

B – Curva de FusãoB – Curva de Fusão

C – Curva de EbuliçãoC – Curva de Ebulição

ImportanteImportante

• Ponto Tríplice: Ponto Tríplice: é o ponto cujas é o ponto cujas coordenadas de pressão e temperatura coordenadas de pressão e temperatura proporcionam à substâncias se apresentar proporcionam à substâncias se apresentar simultaneamente nos três estados. A simultaneamente nos três estados. A água, por exemplo, à pressão de 4,58 água, por exemplo, à pressão de 4,58 mmHg e a uma temperatura de 0,01°C, mmHg e a uma temperatura de 0,01°C, pode ser encontrada, simultaneamente pode ser encontrada, simultaneamente nos estados sólido, líquido e gasosos e, nos estados sólido, líquido e gasosos e, portanto, esses valores correspondem ao portanto, esses valores correspondem ao seu ponto tríplice ou triplo.seu ponto tríplice ou triplo.

• Ponto Crítico: Ponto Crítico: aumentando a pressão aumentando a pressão numa substância na fase gasosa, esta numa substância na fase gasosa, esta pode se condensar, isto é, passar para a pode se condensar, isto é, passar para a fase de líquido. A experiência mostra que, fase de líquido. A experiência mostra que, para cada substância, essa transformação para cada substância, essa transformação é possível até uma certa temperatura. é possível até uma certa temperatura. Acima desta temperatura, por mais que se Acima desta temperatura, por mais que se aumente a pressão, não se consegue a aumente a pressão, não se consegue a condensação, ou seja, acima dessa condensação, ou seja, acima dessa temperatura a substância só existe na fase temperatura a substância só existe na fase gasosa. A temperatura crítica da água, por gasosa. A temperatura crítica da água, por exemplo, é de 374°C.exemplo, é de 374°C.

• Vapor e Gás: Vapor e Gás: o termo vapor aplica-se a o termo vapor aplica-se a substâncias na fase gasosa abaixo da substâncias na fase gasosa abaixo da fase da temperatura crítica. O vapor pode fase da temperatura crítica. O vapor pode ser condensado por aumento de pressão. ser condensado por aumento de pressão. Para substâncias na fase gasosa com Para substâncias na fase gasosa com temperatura acima da temperatura crítica, temperatura acima da temperatura crítica, deve-se utilizar o termo GÁSdeve-se utilizar o termo GÁS

Exceções(Fe ,Bi,As,e HExceções(Fe ,Bi,As,e H22O)O)

Sólido

Vapor

gás

Líquido

11

22

AA

BB

CC

Pressão

Temperatura

1 – Ponto Triplo1 – Ponto Triplo

2 – Ponto Crítico2 – Ponto Crítico

A – Curva de SublimaçãoA – Curva de Sublimação

B – Curva de FusãoB – Curva de Fusão

C – Curva de EbuliçãoC – Curva de Ebulição

Diagrama de estados para a Diagrama de estados para a águaágua

EsquematicamenteEsquematicamente

P = 1 atm P > 1tm P < 1atmP = 1 atm P > 1tm P < 1atm

TºC TºC TºCTºC TºC TºC

PFPFPFPF

PFPF

PEPEPEPE

PEPE100ºC100ºC100ºC

0ºC 0ºC0ºC

AplicaçãoAplicação

• Panela de pressão:Panela de pressão:

É um recipiente hermeticamente fechado É um recipiente hermeticamente fechado que não permite a saída de vapor que não permite a saída de vapor aumentando a pressão em seu interior. aumentando a pressão em seu interior. Com o aumento da pressão o ponto de Com o aumento da pressão o ponto de ebulição se eleva e a água atinge valores ebulição se eleva e a água atinge valores maiores que 100ºC ainda no estado maiores que 100ºC ainda no estado líquido.líquido.

RegeloRegelo

• Regelo é o fenômeno no qual a substância Regelo é o fenômeno no qual a substância se funde abaixo de sua temperatura se funde abaixo de sua temperatura normal de fusão, por influência da normal de fusão, por influência da pressão.pressão.

• O físico irlandês John Tyndall idealizou O físico irlandês John Tyndall idealizou uma experiência para demonstrar a uma experiência para demonstrar a influência da pressão na temperatura de influência da pressão na temperatura de fusão de gelo. Sobre um bloco de gelo é fusão de gelo. Sobre um bloco de gelo é colocado um fio fino e resistente com colocado um fio fino e resistente com pesos nas extremidades.pesos nas extremidades.

Com o aumento da pressão exercida pelo fio Com o aumento da pressão exercida pelo fio a temperatura de fusão do gelo diminui. a temperatura de fusão do gelo diminui. Assim, o gelo se funde e o fio passa pela Assim, o gelo se funde e o fio passa pela parte líquida. Depois da passagem do fio, a parte líquida. Depois da passagem do fio, a pressão volta ao normal e a água volta a ser pressão volta ao normal e a água volta a ser gelo. Desta forma o fio passa pelo gelo sem gelo. Desta forma o fio passa pelo gelo sem cortá-lo.cortá-lo.

Sobrefusão ou Sobrefusão ou superfusãosuperfusão

• Consiste em resfriar um líquido abaixo da sua Consiste em resfriar um líquido abaixo da sua temperatura de solidificação sem que ele passe para temperatura de solidificação sem que ele passe para o estado sólido.o estado sólido.

• Ele é explicado admitindo que o líquido superfundido Ele é explicado admitindo que o líquido superfundido se encontre em um estado de equilíbrio instável. se encontre em um estado de equilíbrio instável. Qualquer perturbação – por exemplo, agitação - Qualquer perturbação – por exemplo, agitação - produz a solidificação do líquido sobrefundido.produz a solidificação do líquido sobrefundido.

• Quando um líquido superfundido se solidifica, a sua Quando um líquido superfundido se solidifica, a sua temperatura aumenta até atingir a temperatura de temperatura aumenta até atingir a temperatura de solidificação.solidificação.

• Refrigerantes ou cerveja deixados no Refrigerantes ou cerveja deixados no congelador por muito tempo, ao serem congelador por muito tempo, ao serem retirado, mesmo estando no estão líquido, retirado, mesmo estando no estão líquido, devido ao calor recebido da mão da pessoa devido ao calor recebido da mão da pessoa ou ou umauma leve sacudida torna-se em parte ou leve sacudida torna-se em parte ou todo sólido. todo sólido.

• Gotas de água de algumas nuvens muito Gotas de água de algumas nuvens muito altas são tão frias que suas temperaturas altas são tão frias que suas temperaturas chegam a ser bem menor que a de chegam a ser bem menor que a de congelamento, elas podem vir a se congelar congelamento, elas podem vir a se congelar e se precipitarem na forma de “chuva de e se precipitarem na forma de “chuva de pedra de gelo”.pedra de gelo”.

Leitura Extra:Umidade relativa do Leitura Extra:Umidade relativa do arar

• Ouvimos falar sobre umidade diariamenteOuvimos falar sobre umidade diariamentenas notícias de meteorologia. A umidade é nas notícias de meteorologia. A umidade é o que provoca aquela sensação estranha o que provoca aquela sensação estranha de ar pesado e úmido que sentimos em de ar pesado e úmido que sentimos em alguns dias de verão. alguns dias de verão.

• Podemos medir a umidade de várias Podemos medir a umidade de várias maneiras diferentes, mas a maneiras diferentes, mas a umidade umidade relativarelativa é a mais comum. é a mais comum.

• Umidade relativaUmidade relativa é a relação entre a é a relação entre a pressão de vapor do ar e a pressão de pressão de vapor do ar e a pressão de vapor do ar obtida em condições de vapor do ar obtida em condições de equilíbrio ou saturação sobre uma equilíbrio ou saturação sobre uma superfície de água líquida. O valor da UR superfície de água líquida. O valor da UR varia entre 0 e 100% para condições até a varia entre 0 e 100% para condições até a saturação.saturação.

pressão de vaporU.R. x 100

pressão máxima de vapor=

• Ponto de orvalho é Ponto de orvalho é definido como o ponto definido como o ponto em que o vapor de em que o vapor de água presente no ar água presente no ar esta prestes a se esta prestes a se condensar. condensar.

O ar atmosférico sempre contem quantidade variável de vapor de água conforme a temperatura, região, estação, etc.

• No frio do inverno o No frio do inverno o ar pode conter pouca ar pode conter pouca umidade; seu ponto umidade; seu ponto de orvalho é baixo. de orvalho é baixo.

• No verão o ar pode No verão o ar pode conter mais vapor conter mais vapor d'água; portanto seu d'água; portanto seu ponto de orvalho é ponto de orvalho é mais alto. mais alto.

Se entende pôr umidade o conteúdo de água em uma substância ou material. No caso da umidade do ar, a água esta misturada com o mesmo de forma homogênea no estado gasoso.

• Como qualquer outra substância o ar tem Como qualquer outra substância o ar tem um limite de absorção, este limite se um limite de absorção, este limite se denomina saturação.Abaixo do ponto de denomina saturação.Abaixo do ponto de saturação (ponto de orvalho) o ar úmido saturação (ponto de orvalho) o ar úmido não se distingue do ar seco ao simples olhar não se distingue do ar seco ao simples olhar sendo absolutamente incolor e transparente. sendo absolutamente incolor e transparente.

• Acima do limite de saturação a quantidade Acima do limite de saturação a quantidade de água em excesso se precipita em forma de água em excesso se precipita em forma de neblina ou pequenas gotas de água de neblina ou pequenas gotas de água (chuva). A quantidade de água que o ar (chuva). A quantidade de água que o ar absorve antes de atingir a saturação absorve antes de atingir a saturação depende da temperatura e aumenta depende da temperatura e aumenta progressivamente com ela.progressivamente com ela.

• Em um deserto a umidade relativa do ar Em um deserto a umidade relativa do ar pode chegar a 15%, sendo que a média pode chegar a 15%, sendo que a média mundial é de 60%. mundial é de 60%.

• Quando a umidade do ar está muito baixa, Quando a umidade do ar está muito baixa, ou mesmo, muito alta pode haver problemas, ou mesmo, muito alta pode haver problemas, principalmente respiratórios. Com a umidade principalmente respiratórios. Com a umidade muito baixa (menos que 30%), as alergias, muito baixa (menos que 30%), as alergias, sinusites, asmas e outras doenças tendem a sinusites, asmas e outras doenças tendem a se agravar. Já, quando a umidade relativa do se agravar. Já, quando a umidade relativa do ar é muito alta, podem surgir fungos, mofos, ar é muito alta, podem surgir fungos, mofos, bolores e ácaros.bolores e ácaros.

• Um fato interessante é que o homem sente-se Um fato interessante é que o homem sente-se melhor em um ambiente com umidade baixa - melhor em um ambiente com umidade baixa - mesmo esteja fazendo forte calor - do que em mesmo esteja fazendo forte calor - do que em lugares de umidade relativa elevada e lugares de umidade relativa elevada e temperaturas menores.temperaturas menores.

• Nos ambientes de maior umidade relativa do ar, o Nos ambientes de maior umidade relativa do ar, o suor custa mais a evaporar, razão pela qual a suor custa mais a evaporar, razão pela qual a sudorese, ainda que abundante, não provoca sudorese, ainda que abundante, não provoca resfriamento sensível. Uma sudorese muito menor resfriamento sensível. Uma sudorese muito menor em ambiente de ar seco permite, ao contrário, uma em ambiente de ar seco permite, ao contrário, uma evaporação rápida do suor e uma consequente evaporação rápida do suor e uma consequente diminuição de temperatura. diminuição de temperatura.

• Se você vive num lugar em que a umidade relativa Se você vive num lugar em que a umidade relativa é baixa, você sua livremente e pode suportar é baixa, você sua livremente e pode suportar temperaturas superiores a 37°C. Num lugar de temperaturas superiores a 37°C. Num lugar de muita umidade você sente calor mesmo a 25°C.muita umidade você sente calor mesmo a 25°C.

• Não é o calor, é a umidade que faz você sentir-se Não é o calor, é a umidade que faz você sentir-se mal. O seu conforto depende da temperatura do ar mal. O seu conforto depende da temperatura do ar como de sua umidade relativa. como de sua umidade relativa.

• PROBLEMAS DECORRENTES DA BAIXA PROBLEMAS DECORRENTES DA BAIXA UMIDADE RELATIVA DO ARUMIDADE RELATIVA DO AR

- Complicações respiratórias devido ao - Complicações respiratórias devido ao ressecamento de mucosasressecamento de mucosas- Sangramento pelo nariz - Sangramento pelo nariz - Ressecamento da pele - Ressecamento da pele - Irritação dos olhos - Irritação dos olhos - Eletricidade estática nas pessoas e em - Eletricidade estática nas pessoas e em equipamentos eletrônicos equipamentos eletrônicos - Aumento do potencial de incêndios em - Aumento do potencial de incêndios em pastagens e florestas. pastagens e florestas.

CUIDADOS A SEREM TOMADOS CUIDADOS A SEREM TOMADOS Entre 20 e 30% - Entre 20 e 30% - Estado de atenção Estado de atenção Evitar exercícios físicos ao ar livre entre 11 e 15 horas. Umidificar Evitar exercícios físicos ao ar livre entre 11 e 15 horas. Umidificar o ambiente através de vaporizadores, toalhas molhadas, o ambiente através de vaporizadores, toalhas molhadas, recipientes com água, molhamento de jardins etc. recipientes com água, molhamento de jardins etc.

Entre 12 e 20% - Estado de Alerta Suprimir exercícios físicos e trabalhos ao ar livre entre 10 e 16 horas Evitar aglomerações em ambientes fechados Usar soro fisiológico para olhos e narinas

Abaixo de 12% - Estado de emergênciaInterrupção de qualquer atividade ao ar livre entre 10 e 16 horas como aulas de educação física, coleta de lixo, entrega de correspondência etc. Suspensão de atividades que exijam aglomerações de pessoas em recintos fechados como aulas, cinemas etc, entre 10 e 16 horas. Manter umidificados os ambientes internos, principalmente quartos de crianças, hospitais etc.