Diante de você estão os seguintes materiais: um pedaço de madeira, um copo de vidro, uma vasilha com óleo, uma vasilha com álcool, uma bexiga cheia de ar. Quais são sólidos? Quais são líquidos? Quais são gasosos? Por que a madeira e o vidro estão no estado sólido? Por que o óleo e o álcool estão no estado líquido? É necessário fazer questionamento para as definições dos Estados físicos da Água .
Será que, pondo o pedaço de madeira dentro de uma bacia, ele vai adquirir a forma de bacia? Todo material sólido tem sua própria forma. Esta não varia com o recipiente em que possa estar contido. Os sólidos têm forma própria e volume definido. Colocando na bacia o óleo de uma vasilha alongada, ele vai adquirir a forma de um recipiente. Todo material líquido tem forma variável. Depende da forma do recipiente que está contido. Os líquidos não têm forma própria, mas o volume é constante. Um litro de óleo, sendo trocado de vasilha, continua ocupando o mesmo espaço.
Já os materiais gasosos, apresentam forma variável, mas não volume constante. Usando uma seringa (sem agulha), coloque cerca de 5 cm³ de ar. Tampe com o dedo a ponta da seringa e empurre o êmbolo. Em quanto você consegue reduzir o volume de ar? É possível perceber facilmente que os materiais gasosos não têm forma própria e não apresentam volume constante. Podem ser facilmente comprimidos e expandidos.
Estados físicos da Água – Estrutura do Material
Para entender por que os materiais estão em estados físicos diferentes, é preciso conhecer um pouco da estrutura do material. A matéria é constituída de minúsculas partículas isoladas, chamadas moléculas. Existem forças de atração e repulsão entre as moléculas, que determinam o estado físico do material. No estado sólido, a força de atração entre as moléculas é maior que a força de repulsão. Desse modo, elas não deslizam facilmente umas sobre outras, mantendo forma e volume constantes.
No estado líquido, as moléculas possuem maior liberdade de movimento. As forças de atração se equilibram com as de repulsão, o que permite que as moléculas permaneçam próxima. Podem deslizar facilmente umas nas outras, o que faz com que mantenham o volume constante, mas a forma varia conforme o recipiente em que estão contidas.
No estado gasoso, as moléculas estão distantes, a força de atração é menor que a de repulsão. As moléculas têm toda toda liberdade para se movimentar, resultante na forma e volumes variáveis.
Estados físicos da Água – Mudanças de Estado Físico
Fusão e Solidificação
Se um pedaço de parafina ou um pedaço de vela for aquecido, o que acontece? Que fenômeno é esse? Depois, sendo esfriado, o que ocorre? Qual é o estado físico da parafina antes do aquecimento? E quando aquecida? E depois de ter esfriado? O que foi necessário para ocorrer mudança de estado físico? É possível alterar o estado físico da parafina, de sólido para líquido, aumentando a temperatura e, do líquido, voltar ao sólido, diminuindo a temperatura. Essa passagem do sólido para o líquido é chamada fusão; do líquido para o sólido, solidificação.
Você já sabe que a água congelada derrete a 0°C, este é o seu ponto de fusão. Seria possível comprovar? Coloque uns pedaços de gelo num copo. Introduza um termômetro, segurando-o pela extremidade, mas sem tocar o fundo do copo. Observe a temperatura durante dois minutos. O que acontece? Anote.
Você pode ficar decepcionado a constatar que não conseguiu obter a temperatura de 0°C. É importante saber que o ponto de fusão depende da pressão atmosférica e da pureza das substâncias (0°C é o ponto de fusão da água, obtida de água pura e à pressão de 760 mm de mercúrio). Cada substâncias têm seu ponto específico de fusão considerando a pressão de 1 atmosfera ou 760 mm de mercúrio.
Em todo o caso para o material passar do estado sólido para o líquido, é preciso que haja um aumento de temperatura ou ganho de calor. E para passar o líquido para o sólido, ocorre queda de temperatura ou perda de calor.
Os processos de fusão e solidificação são importantes para a indústria, pois a fabricação de chapas de aço, panelas, joias e outros objeto de metal dependem da fusão. O metal é derretido em fornos de alta temperatura e recolhido em fôrmas especiais. Depois de fundidos os metais precisam esfriar, para tomar a foma definitiva dos objetos a serem fabricados.