Quando um composto não apresenta forma nem volume definido em qual estado ele?

Os estados físicos fundamentais da matéria são sólido, líquido e gasoso, que se diferenciam pelo menor ou maior grau de agregação entre suas partículas.

O tema “estados físicos” é amplamente conhecido, e a maioria, senão todos, dos alunos que começa seus estudos em Química sabe que os três estados físicos básicos da matéria são sólido, líquido e gasoso. Porém, vale a pena recordar o que caracteriza esses três estados, pois, em Química, estuda-se a matéria, as transformações sofridas por ela, bem como a energia envolvida nessas transformações; sendo que as propriedades da matéria, como a densidade, estão intimamente ligadas com o seu estado físico. Além disso, as transformações da matéria podem envolver mudanças de estados físicos, que incluem também trocas de energia.

A matéria pode ser definida de maneira bem simplificada como sendo tudo aquilo que tem massa e volume e ocupa um lugar no espaço. Portanto, a matéria é constituída de minúsculas partículas, que podem ser átomos, moléculas, íons e assim por diante. De modo que, simplificadamente, o que diferencia um estado físico de outro é a organização dessas partículas, se elas estão mais próximas umas às outras ou mais afastadas, isto é, se estão mais agregadas ou menos agregadas. Por isso, os estados físicos podem ser corretamente chamados de “estados de agregação”.

Veja as principais diferenças entre os estados físicos:

* Sólido: Nesse estado, as partículas estão bem próximas umas às outras, de modo que não se movimentam. Estão bem organizadas e, por isso, possuem forma e volume fixos, não podendo sofrer compressão. O gelo é um bom exemplo disso.

* Líquido: Nesse estado, as partículas possuem maior liberdade de movimentação que no estado sólido, pois estão um pouco mais afastadas umas das outras, havendo certo espaço entre elas. Por essa razão, as substâncias líquidas, como a água, possuem forma variável, adaptando-se ao recipiente em que estão contidas, mas não podem ser comprimidas, pois possuem volume constante.

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* Gasoso: Nesse estado, as partículas estão bem afastadas umas das outras, possuindo grande liberdade de movimentação. Por isso, os gases e os vapores, como o vapor de água, não possuem forma nem volume fixos, conformando-se de acordo com o recipiente e podendo ser comprimidos.

Assim, quando uma substância recebe ou perde energia na forma de calor, ela muda de estado físico. Com isso, ela continua sendo a mesma substância, mas mudou somente a organização de suas partículas constituintes. Dependendo do tipo de interação entre essas partículas, isto é, dependendo da intensidade das forças intermoleculares, a quantidade de energia necessária para provocar a mudança de estado físico varia. Se a força intermolecular for bem intensa, precisará de mais energia, ou seja, precisaremos aquecer bastante a substância para mudá-la de estado físico e vice-versa.

Existe ainda um quarto estado da matéria que não é muito estudado porque quase não é encontrado aqui na Terra, que é o plasma. Este, por sua vez, é um conjunto quente e denso de átomos livres, elétrons e íons, com distribuição quase neutra e comportamento coletivo. Para formar esse estado, é necessário que a matéria no estado gasoso seja aquecida a temperaturas elevadíssimas, como ocorre, por exemplo, no núcleo das estrelas, como o do nosso Sol, em que existem certas regiões de sua superfície que estão em aproximadamente 84.000ºC.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

Aproveite para conferir nossas videoaulas sobre o assunto:

Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

Os estados físicos da matéria correspondem às formas pela qual a matéria pode se apresentar na natureza.

Esses estados são definidos de acordo com a pressão, temperatura e sobretudo, pelas forças que atuam nas moléculas.

A matéria, constituída de pequenas partículas (átomos e moléculas), corresponde a tudo aquilo que possui massa e que ocupa determinado lugar no espaço.

Podendo se apresentar em três estados: sólido, líquido e gasoso.

Estados Sólido, Líquido e Gasoso

No estado sólido as moléculas que compõem a matéria permanecem fortemente unidas e possuem forma própria e volume constante, por exemplo, o tronco de uma árvore ou o gelo (água em estado sólido).

No estado líquido, as moléculas já apresentam uma menor união e maior agitação, de forma que apresentam forma variável e volume constante, por exemplo, a água em determinado recipiente.

Já no estado gasoso, as partículas que formam a matéria apresentam intensa movimentação, pois as forças de coesão são pouco intensas nesse estado. Neste estado, a substância apresenta forma e volume variáveis.

Sendo assim, no estado gasoso, a matéria terá forma segundo o recipiente que se encontra, caso contrário ela permanecerá disforme, tal qual o ar que respiramos e não vemos.

Para exemplificar, podemos pensar no botijão de gás, o qual apresenta gás comprimido que adquiriu determinada forma.

Mudanças de Estados Físicos

As mudanças de estado físico dependem basicamente da quantidade de energia recebida ou perdida pela substância. Existem essencialmente cinco processos de mudanças de estado físico:

1. Fusão: passagem do estado sólido para o estado líquido por meio do aquecimento. Por exemplo, um cubo de gelo que fora do congelador vai derretendo e se transformando em água.
2. Vaporização: passagem do estado líquido para o estado gasoso que é obtido de três maneiras: calefação (aquecedor), ebulição (água fervendo) e evaporação (roupas secando no varal).
3. Liquefação ou Condensação: passagem do estado gasoso para o estado líquido por meio do resfriamento, por exemplo, a formação do orvalho.
4. Solidificação: passagem do estado líquido para o estado sólido, ou seja, é o processo inverso à fusão, que ocorre por meio do arrefecimento, por exemplo, água líquida transformada em gelo.
5. Sublimação: passagem do estado sólido para o estado gasoso e vice-versa (sem passagem pelo estado líquido) e pode ocorrer pelo aquecimento ou arrefecimento da matéria, por exemplo, gelo seco (dióxido de carbono solidificado).

Outros Estados Físicos

Além dos três estados básicos da matéria, existe ainda mais dois: o plasma e o condensado de Bose-Einstein.

O plasma é considerado o quarto estado físico da matéria e representa o estado onde o gás encontra-se ionizado. O Sol e as estrelas são formados basicamente de plasma.

Acredita-se que a maior parte da matéria que existe no universo está em estado de plasma.

Além do plasma, existe ainda um quinto estado da matéria chamado de condensado de Bose-Einstein. Que recebeu esse nome por ter sido previsto teoricamente pelos físicos Satyendra Bose e Albert Einstein.

Um condensado é caracterizado pelas partículas se comportam de maneira extremamente organizada e vibrarem com a mesma energia como se fossem um único átomo.

Esse estado não é encontrado na natureza e foi produzido pela primeira vez em 1995 em laboratório.

Para se chegar a ele é necessário que as partículas sejam submetidas a uma temperatura próxima do zero absoluto (- 273 ºC).

Exercícios Resolvidos

1) Enem - 2016

Primeiro, em relação àquilo a que chamamos água, quando congela, parece-nos estar a olhar para algo que se tornou pedra ou terra, mas quando derrete e se
dispersa, esta torna-se bafo e ar; o ar, quando é queimado, torna-se fogo; e, inversamente, o fogo, quando se contrai e se extingue, regressa à forma do ar; o ar, novamente concentrado e contraído, torna-se nuvem e nevoeiro, mas, a partir destes estados, se for ainda mais comprimido, torna-se água corrente, e de água torna-se novamente terra e pedras; e deste modo, como nos parece, dão geração uns aos outros de forma cíclica.

PLATÃO. Timeu-Crítias. Coimbra: CECH, 2011.

Do ponto de vista da ciência moderna, os “quatro elementos” descritos por Platão correspondem, na verdade, às fases sólida, líquida, gasosa e plasma da matéria. As transições entre elas são hoje entendidas como consequências macroscópicas de transformações sofridas pela matéria em escala microscópica.
Excetuando-se a fase de plasma, essas transformações sofridas pela matéria, em nível microscópico, estão associadas a uma
a) troca de átomos entre as diferentes moléculas do material.
b) transmutação nuclear dos elementos químicos do material.
c) redistribuição de prótons entre os diferentes átomos do material.
d) mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.
e) alteração nas proporções dos diferentes isótopos de cada elemento presente no material.

Ver Resposta

Alternativa d: mudança na estrutura espacial formada pelos diferentes constituintes do material.

2) Enem - 2015

O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até - 198 ºC. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica.

MACHADO, R. Disponível em: www.correiobraziliense.com.br. Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado).

No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela
a) expansão do nitrogênio durante a ebulição.
b) absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição.
c) realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.
d) retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento.
e) liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação.

Ver Resposta

Alternativa c: realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação.

3) Enem - 2014

A elevação da temperatura das águas de rios, lagos e mares diminui a solubilidade do oxigênio, pondo em risco as diversas formas de vida aquática que dependem desse gás. Se essa elevação de temperatura acontece por meios artificiais, dizemos que existe poluição térmica. As usinas nucleares, pela própria natureza do processo de geração de energia, podem causar esse tipo de poluição. Que parte do ciclo de geração de energia das usinas nucleares está associada a esse tipo de poluição?

a) Fissão do material radioativo.
b) Condensação do vapor-d’água no final do processo.
c) Conversão de energia das turbinas pelos geradores.
d) Aquecimento da água líquida para gerar vapor-d’água.
e) Lançamento do vapor-d’água sobre as pás das turbinas.

Ver Resposta

Alternativa b: Condensação do vapor-d’água no final do processo.

Veja também:

• Fórmulas de Física
• Transformações físicas e químicas
• Fenômenos físicos e químicos

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

Quando um composto não apresenta forma nem volume definido em qual estado ele se?

Quando um composto apresenta forma variável e volume definido em qual estado ele se encontra?