Por John Papiewski | Atualizado em 24 de março de 2022

Todo material na Terra sofre mudanças de fase previsíveis à medida que a temperatura e a pressão variam. No centro dessas transições está o equilíbrio entre a energia térmica e as forças intermoleculares. Quando o calor fornece energia suficiente para superar essas forças, uma substância passa do sólido para o líquido e para o gasoso, cada estado exibindo propriedades físicas distintas.

Transição de fase

Em termos científicos, sólidos, líquidos e gases são chamados de três fases primárias da matéria. Uma transição de fase – como fusão, congelamento, ebulição ou condensação – ocorre quando um material muda de uma fase para outra. Cada substância tem seus próprios pontos de fusão e ebulição característicos, que dependem de sua estrutura molecular e da pressão circundante. Por exemplo, o vapor de dióxido de carbono transforma-se em gelo seco (CO₂ sólido) a –109°F sob pressão atmosférica padrão e só forma um líquido sob condições de alta pressão.

Calor e Temperatura

Quando um sólido é aquecido, sua temperatura aumenta até atingir o ponto de fusão. A esta temperatura, o calor adicional não aumenta a temperatura, mas é usado como o calor de fusão para quebrar a estrutura do sólido e convertê-lo em líquido. A temperatura permanece constante até que toda a amostra tenha derretido. Um processo semelhante ocorre durante a fervura:o calor de vaporização é necessário para transformar líquido em gás, mantendo a temperatura constante até que a mudança de fase seja concluída.

Derretendo

A fusão é governada pela força das forças intermoleculares – como as forças de dispersão de London e as ligações de hidrogênio – que mantêm as moléculas unidas em uma rede cristalina. Materiais com forças mais fracas têm pontos de fusão mais baixos; aqueles com forças mais fortes requerem temperaturas mais altas para romper a rede. Quando energia térmica suficiente é fornecida, todas as moléculas superam essas forças e passam para a fase líquida.

Ebulição

A ebulição é a transição líquido-gás que ocorre quando a pressão de vapor de um líquido é igual à pressão atmosférica circundante. Neste ponto, as moléculas ganham energia cinética suficiente para escapar da superfície do líquido, formando bolhas de vapor em todo o líquido. À medida que a temperatura aumenta, mais moléculas atingem o limiar de energia, aumentando a taxa de formação de vapor até que o líquido seja totalmente vaporizado.