23-05-2012

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Sumário

Correção do TPC.

• Algumas propriedades físicas características de substâncias.

Os estados físicos da matéria e as mudanças de estado;

Temperatura de fusão e temperatura de ebulição;

Densidade.

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Materiais Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Estados físicos da matéria

Os materiais que vemos à nossa volta existem fundamentalmente em três estados físicos diferentes: sólido, líquido e gasoso, caracterizados como se indica:

Estado sólido Estado gasoso Estado líquido

Volume constante e forma própria

Volume constante e forma variável

Volume e forma variáveis

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Materiais

Estados físicos da matéria

Estado sólido Estado gasoso Estado líquido

As partículas estão muito organizadas e

agregadas, movendo-se com pouca facilidade.

As partículas estão menos organizadas e o

seu estado de agregação é menor, movendo-se mais

facilmente do que no estado sólido.

As partículas estão muito pouco

organizadas, são completamente livres,

movendo-se com muita facilidade.

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

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Materiais

Estados físicos da matéria

Que estados físicos estão representados nas imagens? Justifica.

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Estado sólido

Estado líquido

Estado gasoso

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Fusão – passagem do estado sólido para o

estado líquido, através de aquecimento.

Sólido Líquido Fusão

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Líquido Sólido Solidificação

Solidificação – é a mudança inversa da fusão:

passagem do estado líquido para o estado

sólido, por arrefecimento.

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Líquido Gasoso Vaporização

Vaporização – é a passagem do estado líquido para o estado gasoso. • Quando ocorre lentamente, à temperatura

ambiente, chama-se evaporação. • Quando ocorre rapidamente, por aquecimento

intenso, chama-se ebulição.

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Gasoso Líquido Condensação

Condensação – é a mudança inversa da vaporização:

passagem do estado gasoso para o estado líquido,

através do arrefecimento.

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Sólido Gasoso

Sublimação

Sublimação – é a passagem do estado sólido

diretamente ao estado gasoso, por aquecimento,

ou do estado gasoso ao estado sólido, por

arrefecimento.

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Materiais

Mudanças de estado físico

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Na fusão, na vaporização (s → l → g) e na sublimação (s → g), mudanças de estado que ocorrem por aquecimento, a agitação das partículas aumenta e diminui a sua organização.

Na condensação, na solidificação (g → l → s) e na sublimação (g → s), que ocorrem

por arrefecimento, a agitação das partículas diminui e a sua organização aumenta.

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Materiais

Temperatura de fusão ou Ponto de fusão

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Quando um sólido é aquecido, a sua temperatura

vai aumentando e, algum tempo depois, ocorre a

passagem do estado sólido para o estado líquido,

ou seja, a fusão.

A temperatura à qual ocorre a fusão de uma

substância sólida chama-se ponto de fusão, p.f.

Se o sólido é uma substância pura, e apenas nesta

situação, enquanto ocorre a fusão a temperatura

não varia, sendo o calor fornecido aproveitado

pela substância para mudar de estado físico.

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Materiais

Temperatura de ebulição ou Ponto de ebulição

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Quando se aquece um líquido, a sua

temperatura vai aumentando e, em dado

instante, inicia-se a passagem do estado líquido

ao estado gasoso, ou seja, a ebulição.

A temperatura à qual ocorre a ebulição de uma

substância líquida chama-se ponto de ebulição,

p.e.

Se o líquido é uma substância pura, durante a

ebulição a temperatura não varia, pois o calor

fornecido é aproveitado pela substância para

mudar de estado físico.

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Materiais

Os pontos de fusão e de ebulição duma mistura

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Neste exemplo, podemos ver que

durante as mudanças de estado há

variação de temperatura. No caso de

uma mistura, ao contrário de uma

sustância pura não tem pontos de

fusão e de ebulição característicos

(constantes).

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Materiais

Exemplo da água

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Quando se aquece gelo puro

a temperatura vai

aumentando até se iniciar a

fusão.

Durante a fusão, a

temperatura mantém-se no

valor 0 °C. Por isso se diz que

o ponto de fusão do gelo é

0 °C (zero graus Celsius).

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Materiais

Exemplo da água

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Continuando o aquecimento,

depois de todo o gelo se ter

transformado em água

líquida observa-se que a

temperatura volta a

aumentar, até se iniciar a

ebulição. Durante a ebulição

a temperatura mantém-se

no valor 100 °C. Por isso, o

ponto de ebulição da água é

de 100 °C (cem graus

Celsius).

Depois de toda a água líquida se ter

transformado em vapor a temperatura volta a

aumentar, desde que o aquecimento continue.

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Materiais

Exemplo da água

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Se a água tem substâncias não

voláteis dissolvidas, verifica-se que:

• a fusão do gelo inicia-se a

temperatura inferior a 0 °C e,

durante a fusão, a temperatura

vai lentamente aumentando;

• a ebulição inicia-se a temperatura

superior a 100 °C e, durante a

ebulição, a temperatura vai

sucessivamente aumentando.

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Materiais

Tabela de pontos de fusão e de pontos de ebulição

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

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Materiais

Densidade ou massa volúmica de uma substância

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Os três cubos, um de alumínio, outro de cobre e outro de chumbo, todos com 1 cm3

de volume (a 20 ⁰C), têm massas diferentes:

O cubo de alumínio tem a massa de 2,7 g

O cubo de cobre tem a massa de 8,9 g

O cubo de chumbo tem a massa de 11,4 g

Como volumes iguais de alumínio, cobre e chumbo têm massas diferentes, dizemos

que as suas massas volúmicas são diferentes.

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Materiais

Densidade ou Massa volúmica de uma substância

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

volume

massaMassa volúmica =

Por exemplo:

A massa volúmica (ρ) de uma substância é igual à razão entre a massa (m) de substância e o volume (V) que ocupa:

Cada substância tem um valor característico para a sua massa volúmica, a uma dada temperatura.

ρalumínio = 2,7 g/cm3 ; ρcobre = 8,9 g/cm3 ; ρchumbo = 11,4 g/cm3 ;

O chumbo tem massa volúmica superior à do cobre e este tem massa volúmica superior à do alumínio.

No dia-a-dia dizemos que:

O chumbo é mais denso do que o cobre e que este é mais denso do que o alumínio.

ou V

mρ =

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Materiais

Densidade ou Massa volúmica de uma substância

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

O que podemos dizer relativamente à esferovite e ao chumbo?

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Materiais

Densidade ou Massa volúmica de uma substância

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Os dois corpos têm exatamente o mesmo tamanho (volume, V = 8 cm3) mas

apresentam massas muito diferentes (mesferovite = 0,12 g; mchumbo = 90,40 g). Isto

acontece porque os corpos são feitos de materiais diferentes. Enquanto um corpo é de

esferovite, o outro é de chumbo por isso, apesar de terem o mesmo volume, têm

massas diferentes.

À relação entre a massa de um corpo e o volume ocupado por este chamamos de

Massa Volúmica, representa-se por ρ, expressa-se em g/cm3 (ou g/mL)

r(esferovite) = 0,015 g/cm3

r(chumbo) = 11,30 g/cm3

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Materiais

Exercício

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

Pretende-se saber qual a substância que constitui o

corpo sólido da figura. O que fazer?

Para o caso do objeto da figura, determina-se a

densidade do sólido e compara-se com o valor

encontrado numa tabela de densidades.

mcorpo = 210 g Cálculo do volume do corpo:

Vágua = 40 cm3 Vcorpo = Vágua + corpo – Vágua

Vágua + corpo = 60 cm3 Vcorpo = 60 – 40 = 20 cm3

3

3g/cm 10,5

cm 20

g 210 rrr

V

m

Conclusão: o corpo sólido é feito de …

Cálculo da densidade:

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Materiais

Tabela de densidades

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

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Materiais

Exercícios

Algumas propriedades físicas e químicas dos materiais

1. Um cubo maciço tem 2,0 cm de aresta e 90,4 g de massa. Determina qual o

material que constitui o cubo. Dados: = 2,0 cm; m = 90,4 g ; Vcubo =

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ℓ ℓ3

2. Determina o volume ocupado por uma coroa de 750 g de massa feita com uma liga

de densidade 11,8 g/cm3. Dados: m = 750 g; r = 11,8 g/cm3

3. Colocaram-se vários líquidos imiscíveis num mesmo copo de vidro,

como mostra a figura.

a) Ordena os líquidos por ordem crescente de densidade.

b) Uma esfera de plástico com volume 1,2 cm3 e massa 1,56 g fica

a flutuar no líquido I. Qual poderá ser a densidade do líquido I?

A. 1,0 g/cm3 B. 1,5 g/cm3 C. 1,8 g/cm3

Resposta: O material que constitui o cubo é chumbo.

Resposta: O volume ocupado pela coroa é 63,6 cm3.

Respostas: a) IV; III; II; I. b) A esfera tem uma densidade de 1,3 g/cm3 logo será A.

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TPC

1. Exercícios 19 a 44 do Caderno de Atividades (página 38 a 45) – “Materiais”.

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