Quando a água passa do estado sólido para o líquido

Existem três estados físicos da água: sólido, líquido e gasoso. Ela pode mudar de um para o outro de acordo com a temperatura.

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Quais são os estados físicos da água
1- Líquido
2- Estados físicos da água: gasoso
Mudanças dos estados da água
1- Sublimação
2- Solidificação
3- Condensação
5- Vaporização
Fusão e Solidificação
Vaporização e liquefação
Pontos crítico e triplo

Os 3 estados físicos da água são: líquido, gasoso e sólido. Sendo que a água pode mudar de um estado físico para o outro de acordo com fatores como pressão e temperatura.

Quais são os estados físicos da água

A água é uma das poucas substâncias que podem ser encontradas naturalmente em seus três estados. São eles:

1- Líquido

A maior parte da água está no estado líquido. Ela pode ser observada, por exemplo, em rios, lagos e oceanos.

Em síntese, neste estado, as moléculas da água estão mais afastadas do que no estado sólido, e ela adquire a forma do recipiente em que está contida.

Ou seja, no estado líquido a água não tem uma forma específica. Por exemplo, se você colocar água em diferentes recipientes, vai notar que ela adquire a forma do recipiente.

O mesmo não ocorre, por exemplo, com a água em estado sólido. Isso porque, no estado sólido, ela irá adquirir a forma do recipiente em que foi congelada e permanecerá nessa forma enquanto estiver em estado sólido.

2- Estados físicos da água: gasoso

Em resumo, no estado gasoso, as moléculas da água ficam bem afastadas uma das outras, não tendo forma ou volume definidos. A água no estado gasoso pode ser observada na atmosfera, por exemplo.

A água chega nesse estado físico ao passar pelo processo de evaporação. Posteriormente, ela se condensa e se torna pequenas gotas que formam nuvens.

3- Sólido

Por fim, temos a água em estado sólido. Ela pode ser vista, por exemplo, nos polos, icebergs e picos de montanhas.

Nesse estado, as moléculas da água estão bem próximas umas das outras. Com isso, a água adquire forma e volume bem definidos.

Mudanças dos estados da água

A mudança de estado é quando a água passa de um estado físico para outro. Essa mudança pode ser causada por causa das variações na temperatura ou na pressão em valores específicos.

No total, existem cinco processos que levam aos três estados físicos da água. São eles:

1- Sublimação

A sublimação é a passagem do estado gasoso direto para o sólido. Ou seja, a água não passa pelo estado líquido. A sublimação é um fenômeno pouco comum na natureza.

Isso porque, geralmente, a sublimação ocorre de forma induzida, por exemplo, em substâncias como a naftalina e o gelo seco.

2- Solidificação

A solidificação é a passagem do estado líquido para o sólido. Dessa forma, é preciso que haja uma perca de calor para que ocorra essa mudança entre estados da água.

Para atingir o ponto de solidificação, é preciso que a temperatura seja de 0ºC. Com isso, a água deixa de ser líquida e o gelo é formado.

3- Condensação

A condensação é também chamada de liquefação. Ele consiste na mudança do estado gasoso para o líquido, havendo perca de calor.

Na prática, o vapor de água é resfriado se transformando em pequenas gotas de água. Por exemplo, o orvalho nas plantas, ou a água na tampa da panela que está cozinhando alimentos.

4- Fusão

Em resumo, a fusão é a transformação do estado sólido para líquido. Para que isso ocorra, é preciso que haja um aumento na temperatura.

Ou seja, é necessário ultrapassar 0ºC para o gelo começar a derreter. Sendo assim, 0ºC também é ponto de fusão. Um exemplo de fusão é o gelo derretendo.

5- Vaporização

Por fim, dentre as mudanças dos estados da água, temos ainda a vaporização, que consiste na mudança do líquido para o gasoso. Esse fenômeno pode acontecer de três maneiras:

1- Evaporação

Na evaporação a passagem do estado líquido para o gasoso ocorre de forma mais lenta. Um bom exemplo disso é a roupa secando no varal.

2- Ebulição

Já na ebulição, a mudança do líquido para o gasoso ocorre de forma mais rápida do que na evaporação. Sendo que, na ebulição, ocorre a formação de bolhas. Um exemplo disso é quando colocamos a água para ferver.

3- Calefação

Por fim, temos a calefação, que é a forma mais rápida de passagem do estado líquido para o gasoso. Um bom exemplo de calefação é quando uma gota de água cai em uma chapa quente e evapora na hora.

Enfim, gostou de aprender sobre os 3 estados físicos da água? Então vem conferir outros conteúdos relacionados a esse tema, como por exemplo, quais são os tipos de água e quais são as etapas do ciclo da água.

Fontes: Toda Matéria, Cola da Web, Educa Mais Brasil, e por fim, Escola kids.

Bibliografia:

VIEIRA, Maysa Ramos; SOUSA, Lígio Josias Gomes de; SILVA, Jacqueline Veríssimo Ferreira. MUDANÇAS DE ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA: fusão, vaporização, condensação, solidificação e sublimação, para deficientes visuais. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DE EDUCAÇÃO E INCLUSÃO, [S.L.]. Anais […]. [S.L]: Editora Realize.
SILVEIRA, Fernando Lang da. Um tema negligenciado em textos de Física Geral: a vaporização da água. a vaporização da água. 2016.
SEDIYAMA, Gilberto Chohaku. ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO: histórico, evolução e análise crítica. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 4, n. 1, p. 1-22, maio 1996.

Por José Carlos Fernandes dos Santos

Licenciado em Física pela UFRJ

Na natureza, podemos observar três estados principais de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso. As características principais de cada um são as seguintes:

Estado sólido: forças de coesão intensas entre as suas partículas; forma e volume bem definidos.

Estado líquido: forças de coesão menos intensas entre as suas partículas, mas ainda apreciáveis; forma variável (na presença de forças externas) e volume bem definido.

Estado gasoso: forças de coesão extremamente fracas entre as suas partículas; não apresenta forma nem volume definidos.

As mudanças entre os estados recebem nomes específicos:

a) fusão: é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido;b) solidificação: é a passagem do estado líquido para o estado sólido;c) vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado gasoso;d) condensação ou liquefação: é a passagem do estado gasoso para o estado líquido; e) sublimação: é a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso ou do estado gasoso para o estado sólido.

Variáveis de Estado
Chamamos de variáveis de estado as grandezas que permitem caracterizar um dado estado de uma substância. Sabemos que a temperatura é uma variável de estado, pois estamos habituados com o fato de que o aquecimento de um sólido o levará à sua fusão e que o aquecimento de um líquido o levará à vaporização. Mas existe outra variável significativa nesse fenômeno: a pressão. Um aumento de pressão tende a aproximar as partículas que formam um sistema, assim como uma diminuição de pressão faria o inverso. A partir de agora, analisaremos qual a relação entre a pressão e a temperatura de mudança de estado das substâncias para cada caso.

Fusão e Solidificação

Existem dois tipos de substâncias na natureza: as que se expandem durante a fusão (a maioria) e as que se contraem durante a fusão (é o caso da água – isso explica porque uma garrafa cheia de água colocada no congelador estoura! A água se contrai na fusão e se dilata na solidificação). Analisemos os dois casos separadamente:

- Expansão na fusão: como um aumento de pressão dificulta a expansão, é necessário mais energia para o processo, o que faz com que a temperatura de fusão aumente;

- Contração na fusão: como um aumento de pressão facilita a contração, é necessário menos energia para o processo, o que faz com que a temperatura de fusão diminua. Esse é o caso da água. Sob pressão de 1,0 atm, a água congela e derrete a 0 °C. Se aumentamos a pressão sobre ela, a temperatura de fusão da água diminui, o que faz com que gelo derreta mesmo abaixo de 0 °C. Esse fato ajuda a entender por que os patins deslizam sobre o gelo. O aumento de pressão favorece a fusão do gelo, formando uma camada de água abaixo da lâmina dos patins.

Vaporização e liquefação

Existem várias formas de um líquido se vaporizar. A evaporação acontece a qualquer temperatura, devido às partículas mais energéticas que conseguem vencer a resistência oferecida pelo ambiente. A ebulição, ao contrário, acontece com uma temperatura bem definida, constante para um dado valor de pressão nas substâncias puras.

Na vaporização, a tendência das substâncias é sempre expandir. Logo, um aumento de pressão sempre tenderá a dificultar a expansão, fazendo com que a quantidade de energia necessária para vaporizarmos a substância aumente. Isso acarreta a elevação da temperatura de ebulição.

Isso ajuda a entender o funcionamento da panela de pressão. Dentro desta, a pressão é maior do que 1,0 atm, fazendo com que a água entre em ebulição acima de 100ºC, o que faz com que os alimentos estejam expostos a uma temperatura mais alta do que em uma panela em contato com a atmosfera, onde a temperatura fica limitada a 100ºC, já que, uma vez atingida essa temperatura, ela mantém-se constante durante a ebulição. Também ajuda a entender por que o ventilador nos dá a sensação de frescor. Em dias quentes, parte da água de nosso corpo evapora, roubando calor do nosso corpo e mantendo nossa temperatura constante. À medida que a quantidade de vapor aumenta, a pressão cresce e isso dificulta a evaporação de mais água. Neste momento, a água passa a ser visível no estado líquido em nossa pele (suor). O ventilador desloca parte do ar cheio de vapor (saturado), fazendo com que o processo de evaporação prossiga.

SublimaçãoSublimação é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado gasoso diretamente ou vice-versa. Para algumas substâncias, como a naftalina e o gás carbônico, ela acontece espontaneamente em condições ambientes. O gás carbônico, nessas condições, é chamado de gelo-seco, utilizado para gerar fumaça em shows e espetáculos.

Pontos crítico e triplo

Ponto triplo é o conjunto de pressão e temperatura nos quais encontramos uma substância em seus três estados simultaneamente. No caso da água, isso acontece a 0,01 ºC e 611,73 pascal.

Chamamos de ponto crítico o par de temperatura e pressão a partir do qual uma substância não pode ser mais liquefeita sob temperatura constante. Assim, antes da temperatura crítica, podemos liquefazer a substância apenas comprimindo-a. Nesse caso, o estado anterior é chamado de vapor. É o caso do vapor de água contido no ar. Ao comprimirmos o êmbolo de uma seringa cheia de ar e vedada, notamos que a seringa “embaça”. Isso acontece graças à formação de gotas de água.

Acima dessa temperatura, a substância é chamada de gás.