O que faz com que as partículas de uma substância estejam em uma fase específica e não em outra?
A fase de uma substância, seja sólida, líquida ou gás, é determinada pelo equilíbrio
entre a energia cinética das partículas e a força das forças atraentes entre elas .
Aqui está um colapso:
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energia cinética: Esta é a energia do movimento. Quanto maior a temperatura, mais energia cinética as partículas têm e mais rápido elas se movem.
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Forças atraentes: Essas são forças que mantêm as partículas unidas. Eles podem ser devido a várias interações, como ligação de hidrogênio, forças dipolares-dipolares ou forças de dispersão de Londres.
Vejamos cada fase com mais detalhes:
sólido: *
forças atraentes fortes: As partículas são fortemente embaladas e mantidas juntas por fortes forças atraentes.
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baixa energia cinética: As partículas vibram em posições fixas, mas não têm energia suficiente para superar as forças atraentes e se mover livremente.
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forma e volume fixo: Os sólidos têm uma forma e volume definidos porque as partículas são bloqueadas em uma estrutura rígida.
líquido: *
Forças atraentes moderadas: As partículas estão mais próximas do que em um gás, mas ainda podem se mover.
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energia cinética moderada: As partículas têm energia suficiente para superar algumas das forças atraentes, permitindo que elas se movam.
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Volume fixo, mas não forma: Os líquidos tomam a forma de seu recipiente, mas mantêm um volume fixo.
gás: *
Forças atraentes fracas: As partículas estão distantes e têm forças atraentes muito fracas entre elas.
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alta energia cinética: As partículas se movem muito rapidamente e aleatoriamente, colidindo entre si e com as paredes de seu recipiente.
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Sem forma ou volume fixo: Os gases tomam a forma e o volume de seu recipiente porque as partículas estão se movendo e se espalham constantemente.
Alterações de fase: Alterações de temperatura e pressão afetam o equilíbrio entre energia cinética e forças atraentes, levando a mudanças de fase:
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aquecimento: Aumenta a energia cinética, facilitando a superfície das partículas e a transição para um estado menos ordenado (sólido a líquido, líquido para gás).
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resfriamento: Diminui a energia cinética, tornando mais provável que forças atraentes dominem e partículas para fazer a transição para um estado mais ordenado (gás para líquido, líquido para sólido).
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Pressão aumentando: Força as partículas mais próximas, aumentando a influência de forças atraentes e favorecendo um estado mais condensado (gás para líquido, líquido para sólido).
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Diminuição da pressão: Permite que as partículas se afastem mais, enfraquecendo as forças atraentes e favorecendo um estado mais expandido (sólido a líquido, líquido para gás).
Em resumo, a fase de uma substância é determinada pelo delicado equilíbrio entre as forças que mantêm suas partículas unidas e a energia que possuem. Alterações de temperatura e pressão podem mudar esse equilíbrio, levando a transições entre estados sólidos, líquidos e gasosos.