Mudança de FaseMudança de Fase

Mudança de FaseMudança de Fase• Fases da Matéria:Fases da Matéria:

A matéria pode ser encontrada em três fases:A matéria pode ser encontrada em três fases:

SÓLIDASÓLIDA, , LÍQUIDALÍQUIDA E E GASOSAGASOSA..

A fase em que uma substância se encontra A fase em que uma substância se encontra dependedepende

da sua temperatura e pressão.da sua temperatura e pressão.

Vamos manter a Vamos manter a pressão constantepressão constante e e variar avariar atemperaturatemperatura..

• Fase Sólida:Fase Sólida:

1)1) Forma e volumes bem definidos; Forma e volumes bem definidos;2)2) As partículas estão próximas umas das outras e As partículas estão próximas umas das outras e

ligadas por forças elétricas intensas;ligadas por forças elétricas intensas;3)3) Estas fortes ligações não permitem movimentação Estas fortes ligações não permitem movimentação

das partículas no interior do corpo;das partículas no interior do corpo;4)4) A única movimentação das partículas é devida à A única movimentação das partículas é devida à

agitação térmica em torno de uma posição de agitação térmica em torno de uma posição de equilíbrio;equilíbrio;

• Fase Líquida:Fase Líquida:

1) 1) Volumes bem definidos; Volumes bem definidos; 2)2) A forma é a do recipiente que contém a massa líquida; A forma é a do recipiente que contém a massa líquida;3)3) As partículas não estão tão próximas, mas ainda há As partículas não estão tão próximas, mas ainda há

força entre elas;força entre elas;4)4) Há movimentação das partículas no interior do Há movimentação das partículas no interior do

líquido.líquido.

• Fase Gasosa:Fase Gasosa:

1) 1) Volume e forma do recipiente que contém a Volume e forma do recipiente que contém a massa gasosa;massa gasosa;

2) 2) As partículas estão praticamente livres umas das As partículas estão praticamente livres umas das outras;outras;

3) 3) Há movimentação (desorganização) das Há movimentação (desorganização) das partículas.partículas.

FaseFase Forças Forças de de

atraçãoatração

EnergiaEnergia TemperaTempera-tura-tura

FormaForma VolumeVolume

SólidaSólida Fortes Fortes PequenaPequena BaixaBaixa DefinidaDefinida DefinidoDefinido

LíquidaLíquida ModeradModeradasas

ModeradModeradaa

MédiaMédia VariávelVariável DefinidoDefinido

GasosaGasosa FracasFracas GrandeGrande AltaAlta IndefinidIndefinidaa

IndefinidIndefinidoo

Vaporização:

Existem três tipos de vaporização conforme a maneira de se processar o fenômeno: evaporação, ebulição e calefação.

Evaporação: passagem do estado líquido para o gasoso, quando o fenômeno se processa de uma forma lenta e apenas na superfície do líquido(água no quintal).

Ebulição:

Passagem do estado líquido para o gasoso se processando de uma maneira tumultuosa e em torno do líquido(água fervendo na panela).

Calefação:Passagem do estado líquido para o gasoso em uma temperatura superior à sua temperatura de ebulição.

Ex. Quando se joga água sobre uma chapa metálica aquecida a uma temperatura maior que 100ºC.

MUDANÇAS DE FASE

Sólido Líquido Gasoso

Sublimação

Sublimação

Fusão

Solidificação

Vaporização

Liquefação

OBS:. Os fenômenos de fusão e os de vaporização acontecem sempre devido ao recebimento de calor, enquanto a solidificação e a liquefação ocorrem devido à perda de calor.

Calor Sensível:Calor Sensível:A quantidade de calor sensível trocada por uma substância sóA quantidade de calor sensível trocada por uma substância sóé valida enquanto ela se encontrar numa mesma fase.é valida enquanto ela se encontrar numa mesma fase.

Q = m . c . Q = m . c . ΔΔT T (Trocas de calor para uma mesma fase)(Trocas de calor para uma mesma fase)

As substâncias Cristalinas durante a fusão obedecem as seguintes leis:

1º lei: sob pressão constante a fusão de uma substância cristalina se processa à temperatura constante. A fusão ou solidificação de uma substância é aquela em que aparecem, as fases sólida e líquida as duas juntas, que é também chamada de fusão nítida ou brusca.

2º lei: para cada pressão, cada substância possui a sua temperatura de fusão.

Durante a fusão, a maioria das substâncias sofre um aumento de volume; algumas, no entanto comportam-se de maneira inversa, como a água, o bismuto de ferro.

• Calor Latente:Calor Latente:

Uma substância pura durante a mudança de fase, troca calor, porém Uma substância pura durante a mudança de fase, troca calor, porém suasua

temperatura permanece constante. Neste caso, não podemos usar atemperatura permanece constante. Neste caso, não podemos usar aequação da troca de calor sensívelequação da troca de calor sensível ( (Q = m . c . Q = m . c . ΔΔTT) e () e (ΔΔT = 0T = 0 e e Q ≠ Q ≠

00).).

Quantidade de calor latente é aquela trocada por uma substância Quantidade de calor latente é aquela trocada por uma substância durantedurante

a mudança de fase.a mudança de fase.

Q = m . LQ = m . L(Trocas de calor para mudança de fase)(Trocas de calor para mudança de fase)

Q Q –– Quantidade de calor latenteQuantidade de calor latentem m –– Massa da substância que mudou de faseMassa da substância que mudou de faseL L –– Calor latente de mudança de faseCalor latente de mudança de fase

O calor latente de mudança de fase (L) corresponde à quantidade de O calor latente de mudança de fase (L) corresponde à quantidade de calorcalor

trocada por uma unidade de massa da substância para que ela mude trocada por uma unidade de massa da substância para que ela mude dede

fase à temperatura constante.fase à temperatura constante.

• Unidades:Unidades:

LL – cal/g – cal/gLL – J/kg (S.I.) – J/kg (S.I.)

Para a pressão atmosférica de 1 atm (normal), para a água, temos:Para a pressão atmosférica de 1 atm (normal), para a água, temos:

Para a água, à 1 atm, se o calor latente de fusão é de Para a água, à 1 atm, se o calor latente de fusão é de 80 cal/g80 cal/g, , significasignifica

que, para cada que, para cada 80 cal80 cal que um bloco de que um bloco de gelo a 0ºCgelo a 0ºC receber, ( receber, (1g1g) um) umgrama de gelo se transformará em (grama de gelo se transformará em (1g1g) um grama de ) um grama de água também a água também a

0ºC0ºC..

• Curva de Mudança de Fase:Curva de Mudança de Fase:

Dada uma substância pura, inicialmente na fase sólida, que recebe calor Dada uma substância pura, inicialmente na fase sólida, que recebe calor de umade uma

fonte de potência constante, sua curva de aquecimento é:fonte de potência constante, sua curva de aquecimento é:

Tv = TcTv = Tc

Tf = TsTf = Ts

Tv Tv = Temperatura constante de vaporização= Temperatura constante de vaporizaçãoTf Tf = Temperatura constante de fusão= Temperatura constante de fusãoTs Ts = Temperatura constante de solidificação= Temperatura constante de solidificação Tc Tc = Temperatura constante de condensação= Temperatura constante de condensação

AB AB –– aquecimento da substância na aquecimento da substância na fase sólida fase sólida ((calor sensívelcalor sensível))BC BC –– Fusão Fusão da substânciada substância ((Calor latenteCalor latente))CD CD – aquecimento da substância na– aquecimento da substância na fase líquida fase líquida ((calor sensívelcalor sensível))DE DE –– Vaporização Vaporização da substânciada substância ((Calor latenteCalor latente))EF EF – aquecimento da substância na– aquecimento da substância na fase gasosa fase gasosa ((calor sensívelcalor sensível))

CURVAS DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO

As curvas de aquecimento ou resfriamento fornecem a variação de temperatura de um corpo em função da quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo.

ΔT

Q recebida

ΔT1

ΔT2

ΔT3

Q1 Q2 Q3 Q4 Q5

Sólido

Sólido

+

líquido

Líquido

Líquido

+

Vapor

Gasoso

Observando o gráfico anterior, temos:

Q1 = m.csólido. ΔT1 (Calor Sensível)

Q2 = m.Lf (Calor Latente de Fusão)

Q4 = m.LV (Calor Latente de Fusão)

Q3 = m.clíquido. ΔT2 (Calor Sensível)

Q5 = m.cgasoso. ΔT3 (Calor Sensível)