Atividade complementar de Química. Quando uma substância muda de estado físico?

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1 Atividade complementar de Química Quando uma substância muda de estado físico? Educação de Jovens e Adultos Se uma criança lhe perguntar por que ao guardar água líquida no freezer ela congela, após algumas horas?. Como você responderia o que significa congelar? 1. Escreva no espaço reservado a seguir, uma explicação para congelar. 2. Analise as seguintes afirmações e assinale aquela que melhor completa a frase com a definição de congelamento. Uma substância congela quando ela é... a) resfriada até 0 C. b) resfriada à uma temperatura menor que a temperatura ambiente, 25 C. c) resfriada à uma temperatura menor que a sua temperatura de fusão. d) aquecida à uma temperatura maior que 25 C. e) colocada no freezer ou congelador, onde a temperatura é menor que 0 C. Qualquer substância congela, ou seja, pode ser transformada do estado líquido para o sólido. No caso da água líquida, ela congela quando colocada no freezer, pois foi resfriada à uma temperatura menor que a sua temperatura de fusão. Fonte: Fundação Bradesco e MicroOne/Shutterstock.com 3. O que é temperatura de fusão 1 (TF)? 4. O que é temperatura de ebulição 2 (TE)? 1 Temperatura de fusão ou ponto de fusão (PF) 2 Temperatura de ebulição ou ponto de ebulição (PE) 1

2 5. Se no freezer a água líquida se transforma em sólido, qual deve ser a temperatura dentro do freezer, menor ou maior que 0 C? Justifique sua resposta. Ao guardar água líquida no freezer ela vira gelo, pois a temperatura no freezer é menor que a TF da água (0 C). No freezer, a temperatura chega a 20 C. 6. Ainda pensando na substância água, por que se deixarmos cubos de gelo fora do freezer eles viram líquido? Isso ocorre porque quando retiramos o gelo do freezer, que está 20 C, o gelo recebe calor do meio ambiente e a temperatura vai aumentando, até atingir o equilíbrio térmico. Nesse processo, o gelo se funde e se transforma em líquido. As substâncias podem ser encontradas no estado sólido, líquido ou gasoso e podem ser transformadas de um estado físico para outro. O estado em que a matéria se encontra em determinado ambiente, depende da sua temperatura de fusão (TF) e da temperatura de ebulição (TE). Para qualquer substância pura a temperatura de fusão é menor que a temperatura de ebulição, ou seja, uma substância sólida precisa primeiro se fundir (passar para o estado líquido) para depois evaporar (passar para o estado de vapor). Temperatura de fusão (TF) < Temperatura de ebulição (TE) Nas condições em que vivemos, encontramos materiais e objetos nos três estados físicos, por exemplo, a água dos rios, lagos e mares encontra-se no estado líquido; o oxigênio que respiramos, embora não possamos enxergar, é gasoso; o ar atmosférico, que é uma mistura de gases, é gasoso também; os objetos de alumínio, como as latas de bebidas, janelas e portas são sólidos. 2

3 7. Liste 5 objetos que você utiliza ou consome no seu dia a dia e mencione o principal material de sua constituição e o estado físico em que ele se encontra. Objeto Material Estado físico Repare que a maioria dos objetos que usamos encontra-se no estado sólido. Mas há também aqueles materiais que se são encontrados no estado líquido ou gasoso e esses, muitas vezes, passam despercebidos. Agora, pense na seguinte situação: se a temperatura de fusão (TF) da água é 0 C e temperatura de ebulição (TE) é 100 C, como se explica a presença de gelo nos picos de algumas montanhas pelo mundo, a exemplo da Montanha do Pico, a mais alta de Portugal? Montanha do Pico, Portugal Disponível em: < Acesso em 09 fev h50min. O que deve ocorrer nessa região, é que as condições de temperatura e pressão contribuem para a solidificação da água. Então, é bem provável que no topo da Montanha do Pico, a temperatura deve estar bem mais baixa que na região onde estão localizadas as casas à beira do rio, onde observamos a água no estado líquido. Atenção: Quando as substâncias mudam de estado físico elas não se transformam em outros tipos de substâncias, ou seja, quando os materiais mudam de estado, eles sofrem uma transformação física e não química. 3

4 Agora, pense em objetos feitos de alumínio, como o portão e a janela das residências, as latas de bebidas, a folha de alumínio Se esses objetos feitos de alumínio são sólidos nas condições do ambiente, você acha que a temperatura de fusão do alumínio é maior ou menor que 25 C? 9. Se a folha de alumínio não funde quando colocado para assar a carne, você acha que a temperatura do forno é maior ou menor que a temperatura de fusão desse metal, que é 660 C? Veja na imagem a seguir as temperaturas que podem atingir o forno de um fogão, observe que a temperatura mais alta que ele pode atingir é de, mais ou menos, 250 C, menor que a temperatura de fusão do alumínio. Por isso, a folha de alumínio não funde quando colocado no forno aquecido. Disponível em: < Acesso em 07 fev h15min. Agora, resolva as atividades propostas. 10. Analise a imagem que apresenta o aquecimento da água em um recipiente de vidro e responda os itens a seguir. 4

5 Fonte: SUKJAI PHOTO/Shutterstock.com ID a) Como você explica a formação de água líquida nas paredes do recipiente. b) Como se chama essa transformação descrita no item anterior. c) Se o aquecimento continuar por um longo tempo, como identificar que, realmente, que a água evapora? 11. O deserto do Saara, localizado na região norte da África, é o maior deserto do mundo. Nesse local, as chuvas são extremamente raras e em janeiro de 2018, um fenômeno raro aconteceu por lá, nevou pela 4ª vez em 37 anos. 5

6 Fonte: Hamouda Ben Jerad/DZ Photograph Disponível em: < Acesso em: 07 fev h55min. Sabendo que no local, a temperatura pode chegar a 50 C durante o dia, e a noite chega a cair para 5 C, qual é o estado físico do éter etílico, usado como anestésico local, a) durante o dia, quando a temperatura é máxima? b) durante a madrugada, quando a temperatura é mínima? Dados: TF do éter = 16 C e TE do éter = 35 C 12. Classifique em verdadeiro (V) ou falso (F) as afirmações a seguir. a) As substâncias sempre mudam de estado físico quando aquecidas ou resfriadas. ( ) b) A fusão de um sólido ocorre obrigatoriamente com o aquecimento da substância. ( ) c) Se o gelo for resfriado a uma temperatura menor que 0 C, a água permanecerá no estado sólido. ( ) d) O oxigênio que respiramos é gasoso, então, a sua temperatura de ebulição deve ser menor que 25 C, que é temperatura média do ambiente. ( ) GABARITO 1. Congelar significa transformar uma substância do estado líquido para o sólido. 2. Alternativa correta C. 3. É a temperatura na qual a substância se transforma do estado sólido para o líquido quando aquecida, ou ainda, é a temperatura máxima que a substância pode existir no estado sólido. Acima dessa temperatura, a substância encontra-se no estado líquido ou gasoso. Quando a substância no estado líquido é resfriada, ao atingir a temperatura de fusão, ela se transforma em sólido. 4. É a temperatura na qual a substância se transforma do estado líquido para o gasoso quando aquecida, ou seja, é a temperatura máxima que a substância pode existir no estado líquido. Acima dessa temperatura, a substância será encontrada no estado gasoso. Quando a 6

7 substância no estado gasoso é resfriada, ao atingir a temperatura de ebulição, ela se transforma em líquido. 5. A temperatura no freezer deve ser menor que 0 C, afinal a água líquida se transforma em gelo. 6. Pois a temperatura externa do freezer é maior que a temperatura de fusão da água. A temperatura ambiente, depende da região, mas varia entre 23 e 25 C. 7. Respostas diversas (pessoal do aluno) Objeto Material Estado físico Copo Vidro Sólido Chave Metal Sólido Suco Água + fruta Líquido Caneta Plástico Sólido Caderno Papel Sólido Gás de cozinha/gás encanado GNV ou gás de botijão (propano + butano) Gás 8. A temperatura de fusão de alumínio é maior que a temperatura do ambiente. Os valores da temperatura de fusão e ebulição das substâncias são tabelados e podem ser consultados na literatura científica. O valor da temperatura de fusão do alumínio é 660 C. 9. Como o alumínio não funde, a temperatura máxima do forno deve ser menor que 660 C. 10. a) Com o aquecimento, a água líquida evapora. Os vapores encontram as paredes do recipiente e se condensam, retornando ao estado líquido. b) Condensação. c) O volume do líquido no interior do recipiente diminuirá. 11. a) Gasoso. b) Líquido. 12. a) F. Para mudar de estado físico, é preciso resfriar ou aquecer até atingir a TF ou TF, então, nem sempre basta somente aquecer ou resfriar. b) F. O aquecimento da substância pode acelerar o processo de fusão, mas essa mudança de estado depende, também, da temperatura à qual a substância está exposta. c) V. d) V. 7