Quando uma substância muda de fase (sólido, líquido ou gasoso), ela passa por um processo de mudança de estado físico. Esses processos acontecem com a absorção ou liberação de calor, mas sem mudança de temperatura durante a transformação.
Fusão
É o processo em que uma substância passa do estado sólido para o líquido.
- Exemplo: gelo derretendo.
- Durante a fusão, a temperatura não muda.
#inserir imagem aqui# – Gelo derretendo em água (fusão).
Vaporização
É a passagem do estado líquido para o gasoso. Pode acontecer de três formas:
- Evaporação – lenta e natural (ex: roupa secando).
- Ebulição – rápida, com formação de bolhas (ex: água fervendo).
- Calefação – muito rápida (ex: água jogada numa chapa quente).
#inserir imagem aqui# – Comparação entre evaporação, ebulição e calefação.
Condensação (ou Liquefação)
É o processo inverso da vaporização: o gás se transforma em líquido.
- Exemplo: gotinhas de água em um copo gelado (vapor do ar se condensa).
Calor Envolvido nas Mudanças
Nas mudanças de estado, usamos o conceito de calor latente, que é o calor necessário para mudar o estado de uma substância sem alterar sua temperatura.
$$ Q = m \cdot L $$
- \( Q \): quantidade de calor (em joules, J)
- \( m \): massa (em gramas ou kg)
- \( L \): calor latente (J/g ou J/kg), depende da substância e do processo
Exemplo:
Quanto calor é necessário para derreter completamente 200 g de gelo a 0 °C? (Considere \( L_f = 80 \, \text{cal/g} \))
Tabela-Resumo: Mudanças de Estado
| Processo | Estado Inicial | Estado Final | Tipo de Calor | Exemplo |
|---|---|---|---|---|
| Fusão | Sólido | Líquido | Absorve (usa calor) | Gelo derretendo |
| Vaporização | Líquido | Gasoso | Absorve | Água fervendo |
| Condensação | Gasoso | Líquido | Libera | Vapor virando orvalho |