Exercícios: As mudanças de estado físico

Copie e complete o esquema com o nome de cada mudança de estado:

1. a) De sólido para líquido: $\dots$
2. b) De líquido para gás: $\dots$
3. c) De gás para líquido: $\dots$
4. d) De líquido para sólido: $\dots$
5. e) De sólido para gás, sem passar por líquido: $\dots$

Em um refrigerante com gelo, os cubos ficam cada vez menores até desaparecerem. Que mudança de estado o gelo sofreu? Indique o estado inicial, o estado final e o nome da mudança de estado.

Ao ferver água numa chaleira, sai vapor pelo bico. Como se chama a mudança de estado de líquido para gás? Dê outro exemplo do cotidiano no qual ocorra essa mesma mudança.

Ao tomar banho com água quente, o espelho do banheiro fica embaçado e coberto de gotículas. Que mudança de estado sofre o vapor de água ao tocar o espelho frio? Escreva o nome dela e o seu sentido (de que estado para que estado).

Para fazer gelo em casa, o Leo enche com água uma forma de gelo e a coloca no congelador. Que mudança de estado a água sofre? Escreva o nome dela e o seu sentido (de que estado para que estado).

As bolas de cânfora colocadas nos armários contra a traça vão diminuindo pouco a pouco sem molhar nada ao redor: passam diretamente de sólido a gás. Como se chama essa mudança de estado?

A que temperatura o gelo se funde? E a que temperatura a água ferve ao nível do mar? Expresse-as em graus Celsius.

O Marcos aquece uma panela com gelo e água e observa o termômetro: enquanto houver gelo por derreter, a temperatura não sobe. A figura mostra a montagem.

O que acontece com a temperatura de uma substância enquanto ocorre uma mudança de estado? Ela sobe, desce ou se mantém constante?

Identifique a mudança de estado que ocorre em cada caso e justifique se a substância absorve calor do ambiente ou se o libera:

1. a) O orvalho da manhã: gotículas de água sobre a grama.
2. b) A roupa molhada que seca ao sol.
3. c) A parafina líquida de uma vela que se torna sólida quando você a apaga.

A Larissa aquece gelo picado recém-saído do freezer a $-10\ ^\circ\text{C}$ e mede a temperatura a cada minuto: primeiro sobe até $0\ ^\circ\text{C}$; depois se mantém constante em $0\ ^\circ\text{C}$ durante $6\ \text{min}$ enquanto surge água líquida; por fim, volta a subir. A figura mostra o gráfico temperatura-tempo obtido pela Larissa.

1. a) Em que trecho existe apenas gelo?
2. b) O que está acontecendo durante o patamar horizontal a $0\ ^\circ\text{C}$? Em que estados físicos se encontra a água nesse trecho?

A panela da avó ferve e o termômetro de cozinha marca $100\ ^\circ\text{C}$. Você aumenta a chama para o máximo e o vapor sai com mais força, mas o termômetro continua marcando $100\ ^\circ\text{C}$, como se mostra na figura.

1. a) Que mudança de estado está ocorrendo?
2. b) Se recebe mais calor, por que a temperatura não sobe? Em que está sendo utilizada essa energia?

Uma poça na rua seca ao sol a $20\ ^\circ\text{C}$ sem que a água ferva. Pelo contrário, a água de uma panela só ferve quando atinge os $100\ ^\circ\text{C}$. Em ambos os casos, a água passa de líquido a gás. Explique a diferença entre evaporação e ebulição: que fração do líquido se transforma em gás em cada caso e a que temperaturas pode ocorrer cada uma?

Depois de lavar o chão da cozinha, você quer que ele seque o mais rápido possível. Ele secará mais rápido em um dia quente ou em um dia frio? Abrir a janela para que o ar circule ajuda? Dê duas razões, pensando no que ajuda as partículas de água a escapar da superfície do chão.

Quando desinfetam uma ferida sua com álcool, a pele fica seca em segundos e você sente uma sensação de frio nessa região.

1. a) Que mudança de estado o álcool sofre sobre a pele?
2. b) A vaporização precisa de calor para ocorrer: de onde o álcool retira esse calor? Por que você sente frio?

Numa manhã muito fria, o para-brisa do carro amanhece coberto de geada: o vapor de água do ar passou diretamente a gelo, sem ter sido líquido antes. Que mudança de estado é essa? Em que se parece e em que difere da formação do orvalho?

Após uma nevasca, segue-se uma semana fria e seca, sem que a temperatura suba acima de $0\ ^\circ\text{C}$. Ainda assim, a neve da calçada diminui dia após dia sem molhar o chão. Que mudança de estado explica que a neve desapareça sem derreter? Explique.

Em uma atividade experimental no laboratório, aquece-se uma panela com gelo a $-5\ ^\circ\text{C}$ com uma chama constante e anota-se a temperatura a cada minuto: a temperatura sobe e atinge os $0\ ^\circ\text{C}$ no minuto $2$; mantém-se a $0\ ^\circ\text{C}$ até o minuto $10$; depois volta a subir até os $100\ ^\circ\text{C}$, que atinge no minuto $20$, e aí permanece enquanto a água ferve.

1. a) Descreva como seria o gráfico temperatura-tempo: quais trechos ascendentes e quais trechos horizontais (patamares) ele tem, e em quais temperaturas estão.
2. b) Em que estado físico se encontra a água no minuto $5$? E no minuto $15$?
3. c) Quantos minutos durou a fusão do gelo?
4. d) O que está acontecendo em cada patamar? Por que a temperatura não sobe neles, embora a chama continue acesa?

Ao aquecer uma substância desconhecida, o seu gráfico temperatura-tempo apresenta dois patamares: um a $50\ ^\circ\text{C}$ e outro a $120\ ^\circ\text{C}$, como mostra a figura.

1. a) O que significa cada patamar?
2. b) Em que estado físico se encontra a substância a $25\ ^\circ\text{C}$? E a $90\ ^\circ\text{C}$?
3. c) Pode ser água? Explique por que os pontos de fusão e de ebulição servem para identificar substâncias.

Nos shows usa-se gelo seco (dióxido de carbono sólido, muito frio) para criar uma nuvem branca que cobre o chão do palco.

1. a) O gelo seco passa diretamente de sólido a gás sem derreter: como se chama essa mudança de estado?
2. b) A nuvem branca não é o dióxido de carbono, que é invisível, mas sim gotículas de água que se formam quando o vapor de água do ar esfria perto dele: que mudança de estado sofre esse vapor de água? Explique a sequência completa de mudanças que produz a nuvem.

Uma queimadura com vapor de água a $100\ ^\circ\text{C}$ é mais grave do que uma queimadura com água fervendo a $100\ ^\circ\text{C}$, embora ambos estejam à mesma temperatura. Dica: ao tocar a pele, o vapor primeiro se condensa e passa a líquido. Use a dica para explicar por que o vapor libera mais calor para a pele do que a água fervente.

Você coloca um copo com água a $20\ ^\circ\text{C}$ no congelador, que está a $-18\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Descreva como seria o gráfico de resfriamento da água: quais trechos descendentes e qual trecho horizontal (patamar) ele teria, e a que temperatura estaria o patamar.
2. b) Que mudança de estado ocorre durante esse patamar?
3. c) Se você repetir o experimento com o dobro da água, o patamar durará mais ou menos tempo? Justifique a resposta.

No inverno, o Lucas estende a roupa molhada dentro de casa. A roupa demora muito para secar e, depois de algumas horas, os vidros das janelas ficam embaçados.

1. a) Que mudança de estado a água da roupa sofre?
2. b) De onde saem as gotículas das janelas? Explique o percurso da água desde a roupa até o vidro, citando as duas mudanças de estado que ocorrem.
3. c) Proponha duas formas de acelerar a secagem da roupa e justifique-as.

O álcool etílico ferve a $78\ ^\circ\text{C}$. No laboratório você aquece ao mesmo tempo, com a mesma chama, um copo com água e outro com a mesma quantidade de álcool, ambos à mesma temperatura inicial.

1. a) Qual dos dois chega primeiro ao seu patamar de ebulição?
2. b) Quando ambos estão fervendo, qual está a maior temperatura?
3. c) Que propriedade característica de cada substância é evidenciada por esta experiência? Para que pode servir conhecê-la?