Estados físicos da matéria – modelo de partículas no aquecimento e resfriamento
CiênciasMatéria e materiaisIdades 11–12Laboratório virtual
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No sólido, as partículas ficam juntas e apenas vibram; no líquido, deslizam umas sobre as outras; no gás, movem-se livremente. Clique em Aquecer ou Resfriar, ou arraste o controle de temperatura, para ver a substância fundir, ferver, condensar e solidificar; o gráfico de temperatura em função do tempo fica horizontal no ponto de fusão e no ponto de ebulição. Escolha água, etanol, mercúrio ou oxigênio para comparar. A tela Evaporação mostra partículas energéticas escapando de um líquido abaixo do ponto de ebulição e esfriando-o, o efeito da temperatura, da área, do vento e da umidade, o equilíbrio dinâmico sob uma tampa, um pote de barro que mantém a água fresca e a sublimação do iodo e do gelo seco.
Aula: Os três estados físicos da matéria e suas propriedades; mudanças de estado: fusão, solidificação, evaporação, ebulição, condensação, sublimação; fatores que influenciam a taxa de evaporação
O que mostra
O modelo de partículas explica os três estados físicos da matéria pela forma como as partículas se organizam e se movem. No sólido, elas vibram em torno de posições fixas; no líquido continuam próximas, mas deslizam umas sobre as outras; no gás ficam afastadas e se movem livremente. Nos pontos de fusão e de ebulição a temperatura permanece constante enquanto a energia muda o estado. A tela Evaporação mostra o que acontece abaixo do ponto de ebulição: só escapam as partículas mais energéticas da superfície, por isso a evaporação esfria o líquido, e sob uma tampa a evaporação e a condensação acabam ficando iguais.
Como usar
Em Estados, escolha uma substância e clique em Aquecer, Manter ou Resfriar enquanto observa as partículas e o gráfico. Em Evaporação, escolha Prato, altere Temperatura do ar, Área da superfície, Vento e Umidade e clique em Registrar para comparar as taxas de evaporação. Marque Fechar a tampa e espere o equilíbrio dinâmico para ler a pressão de vapor. Potes de barro compara um pote poroso e um vidrado; Sublimação aquece iodo ou gelo seco.
Parâmetros que você pode mudar
- Substância Água (funde 0 °C, ferve 100 °C), Etanol (−114 °C, 78 °C), Mercúrio (−39 °C, 357 °C), Oxigênio (−219 °C, −183 °C)
- Temperatura inicial -250–400 °C
- Taxa de aquecimento / resfriamento 5–40 °C/s
- Número de partículas 20–80
- Mostrar gráfico temperatura × tempo
- Tela Estados físicos, Evaporação e sublimação
- Experimento de evaporação Prato com líquido, Potes de barro, Sublimação
- Líquido no prato Água, Etanol
- Temperatura do ar 5–45 °C
- Área da superfície 10–200 cm²
- Velocidade do vento 0–5 m/s
- Umidade relativa 0–100 %
- Tampa fechada
- Sólido que sublima Iodo, Gelo seco (CO₂ sólido)
- Temperatura da chapa aquecedora 20–110 °C
Perguntas para explorar
- Enquanto a água ferve, sua temperatura sobe? O que o gráfico mostra nesse intervalo?
- Como a organização e o movimento das partículas diferem entre um sólido, um líquido e um gás?
- A −50 °C, em que estado estão o mercúrio e o etanol?
Ideias para a aula
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