Existem vários processos físicos através dos quais a matéria pode mudar o seu estado de agregação, alternando entre sólido, líquido e gasoso, de acordo com as condições específicas de pressão e temperatura a que está sujeita.
O estado de agregação de uma substância pode mudar se for fornecida ou extraída energia dela, geralmente na forma de calor. Por esse motivo, a quantidade de energia com a qual suas partículas vibram varia, permitindo maior ou menor proximidade entre elas e, portanto, alterando a natureza física da substância em questão.
Esses processos são: fusão, solidificação, congelamento, vaporização, ebulição, sublimação, sublimação inversa, liquefação e condensação.
- A fusão é a passagem da matéria sólida para a líquida por meio do aumento da temperatura do sólido (até seu ponto de fusão).
- A solidificação é a passagem da matéria líquida para sólida ao aumentar a pressão do líquido.
- O congelamento é a passagem da matéria líquida para a sólida ao diminuir a temperatura do líquido.
- A vaporização envolve a passagem de um estado líquido para um estado gasoso ao aumentar a temperatura do líquido. Esse processo ocorre de forma gradual e lenta.
- A ebulição implica a passagem do estado líquido para o estado gasoso à medida que a temperatura do líquido aumenta até seu ponto de ebulição (a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão ao redor do líquido).
- A sublimação é a passagem do estado sólido para o gasoso, sem antes passar pelo estado líquido. Este processo ocorre em uma temperatura e pressão muito específicas.
- A sublimação inversa ou deposição é a passagem de uma substância gasosa a sólida sem passar primeiro pelo estado líquido. Ocorre em pressões e temperaturas muito específicas.
- A condensação converte gases em líquidos ao diminuir a temperatura dos gases.
- A liquefação é a passagem de um gás para um líquido quando, além de diminuir a temperatura do gás, aplica-se a ele uma pressão elevada.
- Veja também: Propriedades físicas e químicas da matéria
Exemplos de fusão
- Derreter gelo. Ao aumentar a temperatura do gelo, seja deixando-o em temperatura ambiente ou submetendo-o ao fogo, o gelo perderá sua solidez e se converterá em água líquida.
- Fundir metais. Diversas indústrias metalúrgicas operam com base no derretimento de metais em grandes fornos industriais, a fim de moldá-los ou fundi-los com outros metais (ligas).
- Derreter velas. As velas, feitas de parafinas (uma mistura de hidrocarbonetos, alcanos), permanecem sólidas em temperatura ambiente, mas ao serem submetidas ao fogo do pavio, derretem e se tornam líquidas novamente até esfriarem.
- O magma vulcânico. Submetida a enormes pressões e temperaturas, essa substância que vive nas profundezas da crosta terrestre pode ser considerada como rocha derretida ou fundida.
- Queimar plásticos. Ao aumentar a temperatura acima das condições normais, certos plásticos rapidamente se tornam líquidos, mas voltam a se solidificar com a mesma rapidez uma vez que a chama não esteja mais em contato direto com eles.
- Derreter queijo. O queijo é um coagulado lácteo que geralmente é mais ou menos sólido em temperatura ambiente, mas, submetido ao calor, torna-se líquido até esfriar novamente.
- A soldagem. O processo de soldagem envolve a fusão de um metal por meio de uma reação química de alta temperatura, permitindo que se una a outras peças de metal à medida que se tornam menos sólidas e, ao esfriar, recuperem a solidez.
Exemplos de solidificação e congelamento
- Converter água em gelo. Se removermos o calor (energia) da água até que ela atinja seu ponto de congelamento (0 °C), as moléculas líquidas perderão sua mobilidade e a água líquida se transformará em um estado sólido: o gelo.
- Fabricar tijolos de argila. Os tijolos são produzidos a partir de uma mistura de argilas e outros componentes que formam uma pasta semilíquida. Assumem sua forma específica em um molde, onde são cozidos para remover a umidade e, por sua vez, dar-lhes solidez e resistência.
- Formação de rochas ígneas. Esse tipo de rocha se origina do magma vulcânico líquido que faz parte das camadas profundas da crosta terrestre e que, ao chegar à superfície, esfria, se densifica e endurece, tornando-se uma pedra sólida.
- Fazer balas. As balas são feitas queimando e derretendo o açúcar comum até obter uma substância líquida marrom. Depois de despejada em um molde, deixa-se esfriar e endurecer, formando uma bala (sólida).
- Fazer embutidos. Os embutidos, como a linguiça de chouriço ou a morcela, são feitos de sangue animal, coagulado e marinado, curado dentro da pele de intestinos de porco.
- Fabricar vidro. Este processo começa com a fusão da matéria-prima (areia de sílica, carbonato de cálcio e calcário) em altas temperaturas até atingir a consistência certa para ser soprada e moldada. Depois, a mistura é deixada esfriar até obter sua solidez e transparência características.
- Fabricar ferramentas. A partir do aço líquido (uma liga de ferro e carbono) ou do aço fundido, são fabricadas várias ferramentas e utensílios de uso cotidiano. O aço líquido é resfriado e solidificado em um molde para produzir a ferramenta.
Exemplos de evaporação e ebulição
- Ferver água. Quando a água é levada a 100 °C (seu ponto de ebulição), suas partículas ganham tanta energia que ela perde sua liquidez e se transforma em vapor.
- Roupa pendurada. Após a lavagem, penduramos as roupas para que o calor do ambiente evapore a umidade residual e os tecidos fiquem secos.
- Fumaça do café. A fumaça que sai de uma xícara de café ou chá quente nada mais é do que parte da água presente na mistura que passa para o estado gasoso.
- A transpiração. As gotas de transpiração secretadas pela nossa pele evaporam no ar, resfriando a temperatura de nossa superfície (extraem calor).
- Álcool ou éter. Essas substâncias, deixadas em temperatura ambiente, evaporam em pouco tempo.
- Obter sal marinho. A evaporação da água do mar perde o sal que normalmente estava dissolvido nela e permite que seja coletado para usos dietéticos ou industriais, ou mesmo para dessalinizar a água (que seria convertida de vapor em líquido, agora livre de sais).
- Ciclo hidrológico. A única maneira de a água do ambiente subir para a atmosfera e esfriar para precipitar novamente (o ciclo da água) é evaporando dos mares, lagos e rios à medida que se aquece durante o dia pela ação direta do sol.
Exemplos de sublimação
- Gelo seco. À temperatura ambiente, o gelo feito de dióxido de carbono (CO2, primeiro comprimido e depois congelado) retorna à sua forma gasosa original.
- Evaporação nos polos. Como a água no ártico e antártico não está em sua forma líquida (está abaixo de 0 °C), parte dela sublima diretamente na atmosfera a partir da forma sólida do gelo.
- A naftalina. Composto por dois anéis de benzeno condensados, esse material sólido usado como antitraças e outros animais se transforma, em temperatura ambiente, de sólido em gás.
- Sublimação de arsênico. Ao ser levado a 615 °C, este elemento sólido (e altamente tóxico) perde sua forma sólida e passa a ser um gás, sem passar por um líquido no caminho.
- A cauda dos cometas. Ao se aproximarem do sol, estas rochas viajantes ganham calor e grande parte do CO2 congelado começa a sublimar, traçando a conhecida “cauda” ou rastro visível.
- Sublimação de iodo. Ao serem aquecidos, os cristais de iodo se transformam em um gás violeta característico sem a necessidade de derreter primeiro.
- Sublimação de enxofre. O enxofre costuma se sublimar como uma forma de obter a “flor de enxofre”, sua apresentação na forma de um pó muito fino.
Exemplos de condensação e liquefação
- O orvalho da manhã. A queda na temperatura ambiente durante a madrugada permite que o vapor de água da atmosfera se condense sobre as superfícies expostas, onde forma gotículas de água conhecidas como orvalho.
- O embaçamento dos espelhos. Devido à sua superfície fria, os espelhos e o vidro são receptores ideais de condensação de vapor de água, como ocorre quando se toma uma ducha quente.
- A “transpiração” gerada por bebidas geladas. Ao estar em uma temperatura mais baixa do que a do ambiente, a superfície de uma lata ou garrafa cheia de refrigerante frio recebe a umidade do ambiente e a condensa na forma de gotículas comumente chamadas de “transpiração” ou “suor”.
- O ciclo da água. O vapor de água no ar quente normalmente sobe para as camadas superiores da atmosfera, onde se encontra com segmentos de ar frio e perde sua forma gasosa, condensando-se em nuvens de chuva que o lançam de volta à terra na forma líquida.
- Ar-condicionado. Estes aparelhos coletam a água do ar circundante, que é muito mais fria do que o exterior, e a condensam em seu interior. Em seguida, deve ser expelida por um canal de drenagem.
- Manipulação de gases industriais. Muitos gases inflamáveis, como o butano ou o propano, são submetidos a altas pressões para levá-los ao estado líquido, o que facilita muito o transporte e a manipulação.
- Neblina no para-brisa. Ao dirigir com neblina, é possível observar que o para-brisa se enche de gotículas de água, como em uma chuva muito delicada. Isto ocorre porque o vapor de água entra em contato com a superfície, que é mais fria e mais propícia à condensação.
- Continue com: Matéria orgânica e inorgânica
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