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Professor Marco Antonio

Mudana de faseOs estados de agregao da matriaA matria possui trs estados de agregao a serem considerados: slido, lquido e gasoso

Mudana de faseOs estados de agregao da matriaMudana de faseMudana de estado (ou fase)

Modificando-se as condies de presso e/ou temperatura, pode haver a passagem de um estado de agregao para outro.

Mudana de faseMudana de estado (ou fase)As principais mudanas de fase so:Mudana de faseTipos de vaporizaoEvaporao:processo espontneo e lento que ocorre na superfcie do lquido, independente da temperatura. Por exemplo, roupas estendidas em um varal, suor do corpo, superfcies de lagos.

Mudana de faseTipos de vaporizao

Mudana de faseTipos de vaporizaoEbulio:processo no qual h formao tumultuosa de bolhas, ocorrendo em toda massa lquida. A ebulio se verifica a uma determinada temperatura (temperatura de ebulio) que depende da presso exercida sobre a superfcie do lquido. Por exemplo, a gua entra em ebulio a 100C, sob presso normal (1 atmosfera).

Mudana de faseTipos de vaporizaoCalefao: uma vaporizao forada, pois realiza-se a uma temperatura acima do ponto de ebulio.Nesses casos, o lquido vaporiza antes de atingir a superfcie da chapa.

Mudana de faseTipos de vaporizao

A transformao inversa da vaporizao a liquefao ou condensao.

Mudana de faseFuso

a passagem de uma fase slida para lquida. A transformao inversa da fuso a solidificao.

Mudana de faseRegelo uma anomaliaO Regelo um fenmeno segundo o qual algumas substncias, quando submetidas a determinada presso, fundem-se e voltam a solidificar-se quando a presso extra removida.

Mudana de faseRegelo uma anomalia

Mais do que devido presso exercida pelos patins, o gelo da pista derrete passagem dos patinadores por efeito do atrito que aquece a regio de contato com a lmina do patim.Mudana de faseRegelo uma anomaliaPorm, o regelo um dos motivos de haver deslizamento de neve acumulada no alto das montanhas: o peso aumenta a presso na base, provocando a fuso da massa de gelo.

Mudana de faseSobrefuso ou SuperfusoA sobrefuso o fenmeno que consiste em uma substncia encontrar-se no estado lquido numa temperatura abaixo da sua temperatura de solidificao.

Mudana de faseSobrefuso ou Superfuso

Mudana de faseExemplo de aplicaoER2- Sabe-se que uma amostra de 60g de gua est super-resfriada, na temperatura de -4C. Ao ser perturbada, uma parte da amostra se transforma em gelo. Dados: calor especfico da gua cgua = 1 cal/gC e o calor latente de fuso do gelo Lfuso = 80 cal/g. Calcule:a) a quantidade de gua em sobrefuso que se solidifica;b) a porcentagem da gua congelada.Mudana de faseSublimaoSublimao a passagem diretamente da fase slida para a gasosa. Exemplos: naftalina e gelo seco (CO2).

A sublimao inversa tambm denominada cristalizao e acontece quando uma substncia passa diretamente da fase gasosa para a slida.Mudana de faseInfluncia da PressoQuando um corpo se funde, de modo geral, ele aumenta de volume. Para uma substncia que tenha esse comportamento, observa-se que um aumento na presso exercida sobre ela acarreta um aumento em sua temperatura de fuso (e, consequentemente, em sua temperatura de solidificao).A vaporizao ocorre graas fuga de partculas atravs da fronteira lquido-gs; assim, um aumento na presso acarreta um aumento na temperatura de ebulio, pois uma presso mais elevada tende a dificultar a vaporizao, literalmente empurrando as partculas de volta superfcie do lquido.E por conta desse fenmeno que foram desenvolvidas as panelas de presso.

Mudana de faseAlgumas observaes importantesLei da mudana de fase: Sob presso constante, durante a mudana de fase a temperatura permanece constante.Calor latente (L): Numericamente a quantidade de calor que a substncia troca (ganha ou perde), por unidade de massa, durante a mudana de estado, mantendo-se constante a temperatura.Experimentalmente, verificamos que a fuso e a vaporizao so processos endotrmicos, ou seja, consomem calor. J a liquefao e a solidificao so processos exotrmicos, ou seja, cedem calor.

Mudana de faseDiagrama de fases

Cada um dos diagramas de fases composto de trs curvas e representa as fases da matria termodinamicamente em funo da presso e da temperatura.Mudana de faseDiagrama de fases

Trecho 1 - Curva de fuso ou solidificao: a curva que separa o estado slido do lquido. Cada ponto dela corresponde ao estado de coexistncia das fases slida e lquida. Um material que apresente condies de presso e temperatura sobre esse trecho estar em fuso ou solidificao.Mudana de faseDiagrama de fases

Trecho 2 - Curva de vaporizao ou condensao: a curva que separa os estados lquido e gasoso. Em cada ponto dela coexistem as fases lquida e gasosa. Sob essa condio de presso e temperatura a substncia estar em vaporizao ou condensao.Mudana de faseDiagrama de fases

Trecho 3 - Curva de sublimao ou ressublimao (sublimao inversa): a curva que separa diretamente o estado slido do gasoso, sem passar pelo estado lquido, na qual coexistem as fases slida e gasosa da substncia. Nesse trecho h a sublimao ou a ressublimao.Mudana de faseDiagrama de fases

Os dois pontos destacados no diagrama de fases representam, respectivamente:o ponto triplo (PT), que indica a presso pT e temperatura T da substncia em que coexistem os trs estados fsicos em equilbrio; o ponto crtico (Pc), que indica a temperatura crtica C de uma substncia alm da qual o estado gasoso chamado de gs e no mais de vapor. A presso correspondente temperatura crtica a presso de vapor do ponto crtico, tambm chamada presso crtica (pc).Mudana de faseDiagrama de fases

Mudana de faseObservaesVapor a substncia na fase gasosa a uma temperatura igual ou inferior temperatura crtica. O vapor pode ser condensado (transformado em lquido) ou cristalizado (transformado em slido) por aumento de presso, mantida constante a temperatura (Figura);Gs a substncia na fase gasosa a uma temperatura superior temperatura crtica. Mantida constante a temperatura, o gs no pode ser condensado por aumento de presso.

Mudana de faseAplicaoER3. No diagrama de fases da figura, a linha azul representa a curva de fuso ou solidificao de certa substncia pura.

a) Em que fase se encontra a substncia nos pontos A, B, C e Db) Descreva as transformaes experimentadas quando a substncia passa do ponto A para os pontos B, C e D, respectivamente.c) O que deveria acontecer, se a mudana fosse do ponto D ao ponto A?Mudana de faseAplicaoER4. A figura a seguir representa o diagrama de fases, fora de escala, da substncia gua pura. Considere que 100 g de gua recebam calor, sofrendo uma transformao, sob a presso constante de 1 atm.a) o que ocorre nos pontos A, B, C, D e T;b) o valor da temperatura D;c) a quantidade de calor que a gua necessita receber na transformao do ponto A at o ponto C.

Dados:o calor especfico do gelo: cgelo = 0,5 cal/gC; o calor especfico da gua: cgua = 1,0 cal/gC; e o calor latente de fuso do gelo: LF = 80 cal/g, determine:Mudana de faseAplicaoER5. Aquece-se uniformemente um recipiente contendo 500 g de gelo a 0 C, derretendo-o completamente. Supondo que todo calor tenha sido usado apenas para a fuso do gelo e considerando o calor latente de fuso do gelo LF = 80 cal/g, calcule a quantidade de calor necessria para derreter todo o gelo.Mudana de faseAplicaoO diagrama de fases apresentado abaixo de uma substncia hipottica.

a) Em que fase a substncia se encontra quando sob presso de 300 mm Hg e temperatura de 10C?b) Em que fase a substncia se encontra quando sob presso de 300 mm Hg e temperatura de 30C?c) Qual o nome da mudana de fase que ocorre quando a substncia passa de B para A?Mudana de faseAplicaoO diagrama de fases apresentado abaixo de uma substncia hipottica.

d) Qual o nome da mudana de fase que ocorre quando a substncia passa de D para E? e) Em que fase a substncia no poder se encontrar se estiver submetida a uma presso inferior do ponto triplo T?f) Sendo C o ponto crtico, possvel liquefazer a substncia, por meio de uma compresso isotrmica, estando temperatura de 70C?Mudana de faseAplicaoResoluo:

a) Slida: corresponde ao ponto A do diagramab) Lquida: corresponde ao ponto B do diagramac) Solidificao: a substncia passa do estado lquido para o estado slido.d) Liquefao ou Condensao: a substncia passa do estado gasoso para o estado lquidoe) A substncia no poder estar na fase Liquidaf) Para >c, a substncia (gs) no se liquefaz por compresso isotrmica.Mudana de faseAplicao(FMABC-SP) O grfico representa o diagrama de fases do gelo seco. PT e PC representam, respectivamente, ponto triplo e ponto crtico da substncia. Analise este diagrama e assinale a alternativa correta.

a) Acima de 31 C, a substncia apresenta-se no estado gasoso.b) possvel liquefazer o gs apenas aumentando a temperatura de -56,6 C para 31 C.c) A substncia apresenta-se no estado slido para valores de presso acima de uma atmosfera.d) A substncia apresenta-se sempre no estado lquido para a temperatura de 20 C.e) A substncia apresenta-se em mudana de estado para a presso de 5,1 atm e temperatura de -10 C.XMudana de faseAplicao dado o diagrama de fases de uma substncia pura. Responda s questes.a) Que mudana de fase ocorre quando a substncia passa do estado D para o estado E?b) Que mudana de fase ocorre quando a substncia passa do estado E para o estado G?c) Qual o significado fsico do ponto B no diagrama?d) Sob presso normal (1 atm) e temperatura ambiente de 18 C, em que fase se encontra a substncia?

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