Fig.1 - Pedras de gelo mudando de fase.
Quando se fornece calor a uma amostra de gelo a 0°C, a temperatura do gelo não se altera. Em vez disso, ocorre a fusão do gelo. Este é um exemplo de mudança de fase.
Pode-se citar como exemplos de mudanças de fase a solidificação (mudança de líquido para sólido), a fusão (mudança do sólido para líquido), a vaporização (mudança do líquido para vapor ou gás), a condensação (mudança do gás ou vapor para o líquido) e a sublimação (mudança diretamente de sólido para vapor, exemplo seria o gelo seco, que muda diretamente de dióxido de carbono sólido para vapor).
Existem outros tipos de mudança de fase, como a mudança de um sólido na forma cristalina ara outra. Um exemplo interessante é o carbono, que sob intensa pressão se torna um diamante.
A teoria molecular nos ajuda a entender porque a temperatura permanece constante durante a mudança de fase. As moléculas em um líquido estão muito próximas umas das outras e exercem forças atrativas entre elas. Em um gás as moléculas estão muito afastadas. Por causa dessa atração molecular, é preciso haver energia para fazer com que as moléculas de um líquido formem um gás.
Considere uma panela com água sobre a chama de um fogão. No princípio, conforme a água é aquecida, o movimento de suas moléculas aumenta e sua temperatura se eleva. Quando a temperatura alcança o ponto de ebulição, as moléculas já não podem aumentar sua energia cinética permanecendo no estado líquido. À medida que a água se evapora, a energia térmica recebida é usada para superar as forças de atração entre as moléculas de água conforme elas se espalham na fase gasosa. Assim, a energia que o líquido recebe aumenta a energia potencial das moléculas, mas não a energia cinética molecular. Como a temperatura é uma medida de energia cinética média de translação das moléculas, ela não se altera.
A mudança de fase de uma substância pura a uma determinada pressão ocorre somente em uma certa temperatura. Por exemplo, água pura a 1 atm de pressão passa de sólido para líquido a 0°C e de líquido para vapor a 100°C.
X
Oceanos: moderam as flutuações de temperatura.
Grandes quantidades de água, como lagos ou oceanos, tendem a moderar as flutuações da temperatura do ar ao redor porque podem absorver ou liberar grandes quantidades de energia térmica com variações muito pequenas de temperatura.
Como os desertos não possuem água por perto, neles pode-se ter variações de temperatura muito grandes onde durante o dia temos um calor de 50°C e á noite frios abaixo de zero.
Referências: TIPLER, P. A; MOSCA, G.; Física 5ª Ed; Vol. 2; Rio de Janeiro; Editora LTC, 2006; p. 792.
Nenhum comentário:
Postar um comentário