Estados físicos da matéria - Temperatura e a força de ligação atômica

• Temperatura e energia térmica - As escalas termométricas

Estado sólido

Uma substância no estado sólido possui seus grupamentos atômicos ligados. A ligação entre eles é muito forte e dificulta sua movimentação. Assim, esses grupamentos atômicos possuem apenas uma pequena vibração em torno de uma posição de equilíbrio.

Na fase sólida - é essa a forma de nos referirmos ao estado sólido -, a força de atração entre os grupamentos atômicos não só é grande, como também a distância entre eles é pequeníssima. Portanto, os grupamentos atômicos apenas vibram, como já se disse.

Ao receber energia térmica, um corpo no estado sólido sofre um aumento da temperatura. Seus grupamentos atômicos, então, passam a vibrar com maior intensidade. Esse aumento da vibração dos grupamentos atômicos ocorre até uma determinada temperatura, de acordo com a característica de cada substância.

Nessa temperatura, a energia de vibração dos grupamentos atômicos é tanta que as ligações entre eles começa a ser rompida. Então, pára o aumento da temperatura e o sólido entra em fusão, ou melhor, muda de estado físico, passando para a fase líquida.

Estado líquido

No estado líquido, os grupamentos atômicos de uma substância possuem pouco movimento, que é constante e desordenado. A força de atração entre eles é mediana e a distância é muito pequena.

Quando fornecemos energia térmica a um líquido, ocorre um aumento da temperatura, pois seus grupamentos atômicos passam a se movimentar cada vez, com maior intensidade. Da mesma maneira que nos sólidos, esse aumento da velocidade dos grupamentos atômicos ocorre até uma determinada temperatura, a qual é característica de cada substância. Nessa temperatura, a força de ligações entre eles passa de mediana a fraca.

Nesse momento ocorre a ebulição, uma rápida formação de vapor. Durante a mudança de estado físico, não ocorre aumento na temperatura, pois a energia está sendo utilizada para que os grupamentos atômicos desprendam-se uns dos outros e, assim, a substância passe para o estado gasoso.

Estado gasoso

Na fase gasosa, os grupamentos atômicos se movimentam com muita velocidade, a força de atração entre eles é fraca e a distância muito grande. Com o ganho de energia térmica a substância no estado gasoso tem sua temperatura aumentada. Seus grupamentos atômicos se movimentam com velocidade cada vez maior. Sendo assim, uma substância no estado gasoso não tem forma nem volume constante (definido). Ocupa o espaço que encontrar, pois os grupamentos atômicos movimentam-se livremente em todas as direções.

Na fase sólida as substâncias possuem forma e volume constante. Já na fase líquida as substâncias possuem volume constante, mas tomam a forma do recipiente que ocupam.

Nomenclatura

Ganho ou perda de energia térmica por um corpo modifica somente a quantidade de energia de movimento dos grupamentos atômicos. Podemos classificar esses fenômenos como fenômenos físicos. A transformação energética ocorrida nesses corpos possibilita as mudanças de estado físico das substâncias que o compõem. Na fase gasosa nem volume nem a forma são constantes para uma substância.

Essas transformações recebem nomes especiais:

• A passagem do estado sólido para o estado líquido, que ocorre com o ganho de energia térmica, recebe o nome de fusão.
• A passagem do estado líquido para o estado gasoso, que acontece com o ganho de energia térmica, recebe o nome de ebulição.
• A passagem direta do estado sólido para o estado gasoso, que decorre do ganho rápido de grande quantidade de energia térmica, recebe o nome de sublimação.
• A passagem do estado líquido para o estado sólido, que sucede com a perda de energia térmica, recebe o nome de solidificação.
• A passagem do estado gasoso para o estado líquido, que ocorre com a perda de energia térmica, recebe o nome de condensação.
• A passagem direta do estado gasoso para o estado sólido, a qual ocorre com a perda rápida de grande quantidade de energia térmica, recebe o nome de ressublimação.