A mudança de estado na matéria é governada pelo equilíbrio entre duas forças opostas:
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Forças atraentes: Essas forças, causadas principalmente por interações intermoleculares, como forças de van der Waals ou ligações de hidrogênio, mantêm partículas unidas. A força dessas forças depende do tipo de molécula e de suas propriedades.
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energia cinética: Esta é a energia do movimento das partículas. À medida que a temperatura aumenta, as partículas se movem mais rapidamente, aumentando sua energia cinética.
Veja como essas forças se desenrolam em diferentes estados da matéria:
sólido: Forças atraentes fortes mantêm as partículas firmemente juntas em uma estrutura fixa e rígida. A energia cinética é baixa, portanto, as partículas vibram no lugar, mas não se movem livremente.
líquido: As forças atraentes são mais fracas do que em um sólido, permitindo que as partículas se movam. A energia cinética é maior, para que as partículas possam deslizar e fluir, mas ainda permanecem próximas.
gás: As forças atraentes são muito fracas ou insignificantes. As partículas têm alta energia cinética, permitindo que se movam livremente e independentemente, se espalhando para preencher qualquer espaço disponível.
Veja como acontece a transição entre os estados: *
derretimento (sólido a líquido): À medida que a temperatura aumenta, a energia cinética das partículas supera as forças atraentes, permitindo que elas se libertem de suas posições fixas e se movam mais livremente.
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congelamento (líquido para sólido): À medida que a temperatura diminui, a energia cinética reduz, permitindo que forças atraentes puxem as partículas mais próximas, formando uma estrutura rígida.
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vaporização (líquido para gás): À medida que a temperatura aumenta ainda mais, a energia cinética se torna alta o suficiente para superar completamente as forças atraentes. As partículas escapam da superfície líquida e se movem livremente no estado gasoso.
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condensação (gás ao líquido): À medida que a temperatura diminui, a energia cinética reduz, permitindo que forças atraentes aproximem as partículas, formando um líquido.
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sublimação (sólido a gás): Em certas substâncias, a energia cinética pode ser alta o suficiente para superar diretamente as forças atraentes no estado sólido, levando a uma transição para o estado gasoso sem passar pela fase líquida.
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deposição (gás para sólido): O oposto da sublimação, onde as partículas passam diretamente de um estado gasoso para um estado sólido.
em resumo: A transição entre estados de matéria é resultado do equilíbrio entre as forças atraentes entre as partículas e sua energia cinética. À medida que a energia cinética aumenta, as partículas superam as forças atraentes, levando a uma mudança no estado. Por outro lado, à medida que a energia cinética diminui, as forças atraentes dominam, levando a uma transição para um estado mais ordenado.