Cite 5 exemplos de transformação física

Constituição da Matéria

Matéria é definida pela ciência como tudo aquilo que tem massa e ocupa lugar no espaço. Uma porção limitada de matéria recebe o nome de corpo. Quando este corpo é transformado, prestando-se a determinado uso, recebe o nome de objeto.

Exemplos: um anel (objeto) fabricado a partir de uma barra de ouro (corpo); uma placa de mármore (corpo) que dá origem a uma mesa (objeto). 

A primeira ideia sobre a estrutura da matéria surgiu, aproximadamente, no século V a.C., através dos filósofos gregos Demócrito e Leucipo, que sugeriram a divisão sucessiva de um material, chegando a uma unidade indivisível denominada átomo.

Mais de 2000 anos depois, baseando-se nos experimentos que deram origem às leis ponderais feitos por Lavoiser e Proust, o cientista inglês Jonh Dalton propôs sua teoria sobre a estrutura da matéria, que ficou conhecida como teoria atômica de Dalton. As principais observações feitas por Dalton foram:

- Toda matéria é formada por partículas extremamente pequenas, esféricas, maciças e indivisíveis: os átomos
- Átomos de elementos diferentes possuem propriedades diferentes.
- Átomos entre si podem se unir formando moléculas.
- Uma reação química nada mais é do que união e separação de átomos.

Na década de 1890, o físico inglês Joseph Thomson (1856-1940) descobriu que os átomos eram divisíveis: lá dentro havia o elétron, partícula com carga elétrica negativa. Chegou a conclusão de que os átomos seriam constituídos por uma parte central esférica com carga elétrica positiva onde estariam dispersos os elétrons, em número suficiente para que a carga total do átomo fosse nula.

A existência de uma carga positiva foi comprovada efetivamente na década de 1920, pelo físico Ernest Rutherford (1871-1937), e recebeu o nome de próton. Rutherford demonstrou que a maior parte do átomo era espaço vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo, tendo este a maior parte da massa do átomo. Os elétrons estariam a girar em torno do núcleo, devido à atração que apresentam pelas cargas positivas aí existentes.

Em 1932, James Chadwik provou a existência de partícula elétrica sem carga no núcleo do átomo, e deu a ela o nome de nêutron.

No século XX ficou provado que os átomos são formados por três partículas fundamentais: elétrons, prótons e nêutrons.

Transformações físicas

Um metal que se transforma em fio, a construção de objetos de madeira, dissolução de açúcar em água, a evaporação do álcool,são exemplos de mudanças de estado físico. Essas transformações em que apenas a aparência é alterada e não há formação de novas substâncias são chamadas de transformações físicas. Dependendo da pressão e da temperatura em que se encontra a matéria, ela  pode existir em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

A tabela a seguir representa as características das partículas formadoras da matéria nos três estados físicos:

Mudanças de estado

Quando a pressão é constante, as mudanças de estado ocorre quando o material é submetido a variações de temperatura: aquecimento ou resfriamento. Nesse caso a  temperatura de mudança de estado também permanecerá constante. A água, por exemplo, a 25°C e 1 atm é líquida; se diminuirmos a temperatura para -10°C, ela passará a ser sólida; ao aumentarmos a temperatura para 150°C, ela passa a ser gasosa. No caso de pressão constante, a temperatura de mudança de estado também permanecerá constante. No esquema abaixo estão representadas as mudanças de estado físico:

Fusão: É a passagem do estado sólido para o líquido. Quando um corpo sólido é aquecido até o ponto em que a agitação dos átomos passa a ser tanta que a estrutura deixa de ser sólida e passa a ter uma movimentação maior, caracterizando o estado líquido. A temperatura constante, na qual uma substância passa do estado sólido para o líquido, chama-se ponto de fusão (PF).

Solidificação: passagem do estado líquido para o sólido. Quando é retirado calor de um corpo líquido há uma diminuição em sua temperatura e na agitação dos átomos, que passam a vibrar segundo uma estrutura sólida.

Vaporização: é a passagem da fase líquida para gasosa. Pode ocorrer das seguintes maneiras:

   -Evaporação: processo mais lento que ocorre espontaneamente à temperatura ambiente. Um bom exemplo são as roupas que secam nos varais. Alguns fatores aceleram a velocidade da evaporação, tais como:quanto maior for pressão atmosférica, quanto mais o líquido for volátil, quanto maior for a superfície em contato com o ar, quanto maior for a temperatura do líquido. 

   -Ebulição: é a vaporização que ocorre quando fornecemos calor a um líquido. É rápida e violenta, havendo formações de bolhas. A ebulição ocorre à uma determinada temperatura constante, característica de cada líquido, chamada de temperatura de ebulição (PE).

   -Calefação: é caracterizada pela passagem instantânea do estado líquido para o gasoso,por exemplo,uma gosta d’água em uma superfície extremamente quente. Antes mesmo de tocar a superfície, a superfície mais externa do líquido passa para vapor.

Condensação: a passagem do estado gasoso para o líquido. A condensação ocorre quando um vapor é resfriado. Esse resfriamento pode ocorrer associado a uma compressão (aumento de pressão) do gás caracterizando a liquefação.

Sublimação: é a passagem direta do estado sólido para o gasoso, ou vice-versa, sem passar pelo estado líquido. A passagem do estado gasoso para o sólido também pode ser chamada de cristalização. O ponto no qual a pressão de vapor da substância é igual a pressão externa é chamado ponto de sublimação. Um exemplo de sublimação, em temperatura e pressão atmosférica ambientes, é a naftalina.

Exercícios

(Enem 2000) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente.

Isso ocorre porque:

a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.

Gabarito:
O barro, por ser poroso deixa a água passar, dessa forma a superfície da moringa fica com uma minúscula camada de água que retira calor da moringa para evaporar. Logo, a água dentro dela fica a uma temperatura menor que a externa. Letra C.

(UNESP-SP) O naftaleno, comercialmente conhecido como naftalina, empregado para evitar baratas em roupas, funde em temperaturas superiores a 80°C. Sabe-se que bolinhas de naftalina, à temperatura ambiente, têm suas massas constantemente diminuídas, terminando por desaparecer sem deixar resíduo. 

Esta observação pode ser explicada pelo fenômeno da:

a) fusão.
b) sublimação.
c) solidificação.
d) liquefação.
e) ebulição.

Gabarito:
A naftalina deixa de ser vista pois à temperatura ambiente ela passa do estado sólido para o gasoso, caracterizando o processo de sublimação. Letra B.