Qual o estado de matéria no qual está possui volume e forma definidos?

Podemos chamar de matéria tudo aquilo que ocupa lugar no espaço e possui massa. É o corpo das coisas, dos objetos, animais, plantas e pessoas.

Existem três estados físicos em que as matérias podem se apresentar: o sólido, o líquido e o gasoso. Esses estados variam de acordo com as condições em que se encontram, dependendo da temperatura e da pressão da atmosfera.

No estado sólido, as partículas se encontram aglomeradas, condensadas, fortemente unidas, dando a forma ao objeto ou ao corpo. Como exemplo de estado sólido temos a cadeira, a mesa, o lápis, o ferro, um toco de madeira, dentre vários outros. O gelo é a água em estado sólido. Os sólidos são medidos através de unidades de massa: miligramas, gramas, quilogramas, toneladas, dentre outros.

No estado líquido, as partículas (aquilo que nomeamos como pedacinhos) encontram-se menos unidas, não tendo uma forma determinada. Podemos observar que os líquidos sempre se adaptam ao formato do recipiente em que são colocados. É só você se lembrar de um copo com água, um vaso de flores ou mesmo a água derramada sobre o chão. Os líquidos são medidos através de unidades de volume, em mililitros, litros, centímetros cúbicos, etc., sendo que a unidade fundamental para esse tipo de medida é o metro cúbico (m3). Um corpo líquido possui apenas volume definido.

No estado gasoso os corpos também não possuem formas próprias, mas se espalham pelo espaço. Nesse estado, os pedacinhos estão ligados de forma bem fraca, deixando o corpo (gás) sem forma nem volume definidos. Podemos observar o estado gasoso quando tomamos banho bem quente e aparece uma fumaça esbranquiçada que sai da água. Essa fumaça é a água menos condensada, pouco unida, sendo espalhada pelo ar.  Outro exemplo é quando a mamãe abre uma panela de comida bem quente e sai uma fumacinha de dentro dela. Isso é vapor, ou seja, o corpo em estado gasoso.
As medidas dos gasosos são feitas através de aparelhagens especiais, não sendo possível que o homem a meça, como no caso dos sólidos e dos líquidos.

Por Jussara de Barros
Pedagoga
Equipe Escola Kids

A diferen�a entre esses estados est� na forma de organiza��o das mol�culas, que depende da for�a de coes�o entre os �tomos e/ou entre mol�culas e a movimenta��o dessas part�culas. Veja a figura:

Vejamos cada estado separadamente.

S�LIDOS

Um corpo s�lido apresenta forma e volume bem definidos e possui uma propriedade denominada rigidez que � vari�vel conforme o s�lido.

Os �tomos de uma subst�ncia no estado s�lido est�o muito pr�ximos uns dos outros, ligados por for�as de intera��o muito intensas o que os mant�m em posi��es determinadas, definindo assim sua forma e rigidez.

A maioria dos s�lidos apresenta uma estrutura bem definida chamada de estrutura cristalina, como, por exemplo, o sal de cozinha (NaCl) que tem os �tomos de Cloro (azul) nos v�rtices de um cubo, conforme mostra a figura.

Como a temperatura est� relacionada com a agita��o molecular, quanto maior a temperatura, maior a agita��o e os �tomos e mol�culas de um s�lido passam a oscilar em torno da posi��o em que se encontram, tamb�m chamada de ponto de equil�brio.

L�QUIDOS

Uma subst�ncia no estado l�quido tem volume definido, mas n�o tem forma pr�pria, tomando a forma do recipiente em que est� contido.

Os l�quidos n�o t�m a rigidez caracter�stica dos s�lidos, por isso, a resist�ncia de suas superf�cies ou tens�o superficial � pequena e os l�quidos apresentam o que chamamos viscosidade. Os �leos, por exemplo, escoam com pouca facilidade, possuindo alta viscosidade. O fato dos l�quidos se esparramarrem sobre as superf�cies � devido a procura por um menor potencial gravitacional.

As mol�culas nos l�quidos apresentam-se mais afastadas do que nos s�lidos, pois sendo a for�a de intera��o mais fraca o que permite que elas se desloquem com certa facilidade. Assim, for�as externas, por exemplo, a for�a gravitacional, podem fazer com que as mol�culas troquem de posi��o, fazendo com que o l�quido flua ou se adapte a forma do recipiente que o cont�m.

GASES

As subst�ncias no estado gasoso n�o possuem nem forma nem volume definidos, adquirindo a forma do recipiente que as cont�m e ocupam todo o volume que estiver a disposi��o. Al�m disso, um g�s pode ser comprimido reduzindo seu volume.

Nos gases os �tomos e mol�culas possuem grandes dist�ncias entre si, quando comparadas com os l�quidos e s�lidos, portando, a intera��o molecular � muito fraca ou desprez�vel e por isso variam na forma e no volume facilmente.

No preparo de alimentos, como um churrasquinho, por exemplo, ou se o recipiente que contiver algum g�s por algum motivo se romper, dependendo do g�s, poderemos sentir o seu odor. Esses s�o exemplos da chamada difus�o do g�s. Veja AQUI.

As subst�ncias, como a �gua por exemplo, podem passar por esses tr�s estados. Mas, como isso acontece?

Quando uma subst�ncia modifica seu estado f�sico dizemos que ocorreu uma MUDAN�A DE ESTADO.

A �gua em seu estado s�lido, ou seja, o gelo para passar para o estado l�quido, necessita receber energia o que far� com que a agita��o molecular aumente at� que sua estrutura r�gida se rompa e esta muda para o estado gasoso se for fornecido mais energia � �gua l�quida e teremos, ent�o, o vapor d'�gua.

Portanto, a mudan�a de estado est� quase sempre relacionada � transfer�ncia de energia.

Se a troca de energia entre subst�ncias ocorrer na forma de calor, a quantidade de calor necess�ria para que ocorra a mudan�a de estado � chamada de calor latente ou de transforma��o.

Cada subst�ncia possui um valor para o calor latente e, em uma mesma subst�ncia, esse valor � diferente, dependendo da transi��o em que ocorre. Na tabela podemos verificar os valores do calor latente de fus�o (Lf) e de vaporiza��o (Lv) para algumas subst�ncias.

�, muitas vezes, pela quantidade de calor necess�ria para que uma subst�ncia mude de estado, que � feita a escolha materiais como, por exemplo, de um motor de um carro, que sofre varia��o de temperatura.

Se a cada fornecimento de energia a subst�ncia passa de um estado de menor agita��o molecular para um de maior agita��o, o que ocorre se um g�s receber energia?

Um g�s ao receber uma quantidade suficiente de energia, ter� suas mol�culas rompidas e os el�trons ficar�o livres para se movimentarem e alguns ser�o separados do �tomo, ficando o g�s ionizado, pois ficar� com mais cargas positivas do que negativas. Assim forma-se o plasma, que pode ser definido como um g�s eletrizado com �ons e el�trons livres.

O Sol � uma estrela composta basicamente por plasma no seu interior. Os rel�mpagos tamb�m s�o plasmas cuja descarga el�trica ioniza o ar, isto �, despoja de el�trons bilh�es de �tomos de Oxig�nio, Nitrog�nio e outros encontrados em seu trajeto. Essa trilha de �ons corresponde a um fio onde se processa a descarga principal, ou seja, o rel�mpago.

Tamb�m h� plasma nos luminosos de l�mpadas de n�on, utilizados em propagandas ou indica��o de bares e danceterias, onde o g�s ne�nio � bombardeado por el�trons (provindos de �tomos ativados pela corrente el�trica) e emitem luz vermelha. A cor da luz do luminoso depende do g�s utilizado.

Quando as subst�ncias mudam de estado, absorvem ou liberam energia. No caso da �gua gasosa, por exemplo, ela libera energia para tornar-se l�quida, e a �gua l�quida tamb�m deve liberar energia para se solidificar.

O que se modifica na subst�ncia, em uma mudan�a de estado?

Em um novo estado f�sico a subst�ncia modificou a disposi��o das suas mol�culas constituintes. Por exemplo, ao aumentar a temperatura de uma subst�ncia s�lida suas mol�culas aumentam sua energia cin�tica e passam a vibrar em torno de uma nova posi��o de equil�brio, ficando mais afastadas uma das outras (dilata��o), por�m, se a subst�ncia continuar sendo aquecida a energia cin�tica aumentar� at� que, a uma certa temperatura, na qual a energia cin�tica das mol�culas ser� t�o grande que ocorre o rompimento da rede cristalina, isto �, ocorrer� mudan�a de estado. Durante esse processo a temperatura permanece constante.

Ali�s, durante todo e qualquer processo de mudan�a de estado a temperatura n�o se modifica.

Para cada subst�ncia as mudan�as de estado ocorrem para valores determinados de press�o e temperatura. Por exemplo, a �gua entra em ebuli��o, passando do estado l�quido para o vapor, a 100oC � press�o atmosf�rica.

As mudan�as de estado recebem denomina��es espec�ficas que s�o mostradas na figura:

A fus�o, que � passagem do estado s�lido para o estado l�quido, e a solidifica��o, que � a passagem do estado l�quido para o estado s�lido, s�o processos que ocorrem a uma temperatura contante. A temperatura na qual ocorre a fus�o � denominada ponto de fus�o e a temperatura na qual ocorre a solidifica��o � denominada ponto de solidifica��o. As temperaturas de fus�o e solidifica��o dependem da press�o, por exemplo, o gelo de �gua derrete a 0oC se a press�o for 1 atm.

A condensa��o tamb�m � conhecida por liquefa��o e ocorre, por exemplo, quando deixamos um copo de �gua gelada sobre uma mesa e em pouco tempo vemos, na superf�cie externa do copo, gotas de �gua. Como o copo � imperme�vel essas gotas s�o resultado da condensa��o do vapor contido no ar.

A vaporiza��o pode ocorrer de duas maneiras:

evapora��o: � a passagem do estado l�quido para o estado gasoso apenas na superf�cie de separa��o do l�quido com o meio; ela pode acontecer a qualquer temperatura. Por exemplo, quando colocamos a roupa para secar no varal, a �gua vai evaporando numa velocidade que depende da temperatura, isto �, quanto maior for a temperatura, maior ser� a energia cin�tica m�dia das mol�culas do l�quido o que propicia um maior n�mero de mol�culas com energia suficiente para romper a intera��o entre elas e assim podem escapar, tornando-se vapor.

Outro exemplo, � quando sa�mos de uma piscina ou mar, quando geralmente sentimos frio, como conseq��ncia da evapora��o da �gua de nossa pele. Ou ainda um pequeno lago no deserto.

Quais estados da matéria tem volume definido?

Qual estado físico da matéria possui forma e volume?

Em que estado da matéria não há forma física definida mas há volume definido?

Tem forma e volume definidos sólido líquido ou gasoso?