Banco de questões: Mudanças de Estado

A evaporação é um processo de transformação de um líquido em vapor. Ocorre quando a energia cinética das moléculas que compõem o líquido é suficiente para quebrar as forças intermoleculares e altere a fase. Qual a condição necessária para que ocorra a evaporação?

Uma indústria decidiu armazenar gelo em um grande depósito para utilizar no resfriamento de máquinas. O gelo, inicialmente, encontra-se a -10°C e, após certo tempo, completamente derretido, passa a 20°C. Quais mudanças de estado ocorreram e em que ordem para que isso acontecesse?

Qual a relação entre a temperatura e a mudança de estado físico da matéria? A temperatura tem um papel importante na mudança de estado físico da matéria, pois quanto maior a temperatura, maior a energia cinética das partículas da matéria e maior será a velocidade com que elas se movem no espaço, permitindo assim a passagem de um dos três estados para outro. Por exemplo, quando aquecido, o gelo derrete e passa do estado sólido para o líquido; já quando resfriado o vapor d'água condensa-se e passa do estado gasoso para o líquido; e por fim quando congelado o líquido volta para o estado sólido. O que esses exemplos têm em comum?

Durante a prática de escalada em montanhas, alpinistas frequentemente se deparam com condições extremas de temperatura. Imagine um alpinista que está subindo uma montanha e leva consigo uma barra de gelo para se manter hidratado. Ao longo da escalada, a temperatura varia bastante, e em determinados trechos, a barra de gelo apresenta fenômenos de sublimação e fusão. Considerando que a sublimação é o processo de passagem direta do estado sólido para o gasoso, e a fusão é a transição do estado sólido para o líquido, explique como a variação da pressão atmosférica influencia diretamente no ponto de fusão e no ponto de sublimação do gelo. Em sua resposta, utilize os conceitos de equilíbrio de fases e as leis dos gases ideais, se aplicável.

Joana encontrou um gráfico na internet mostrando as mudanças de estado da água em diferentes temperaturas e pressões. O gráfico apresentava pontos onde a água passava pelos processos de fusão, ebulição e sublimação. (a) Considerando seu conhecimento sobre mudanças de estado, explique cada um desses processos mencionados no gráfico e onde ocorrem na natureza. (b) Baseado no gráfico e nas explicações fornecidas, identifique a relação entre a temperatura, a pressão e cada processo de mudança de estado. (c) Por fim, escolha um dos processos e descreva uma aplicação prática que envolva tal mudança de estado.