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Materiais existem principalmente nos estados sólido, líquido e gasoso. Cada estado tem propriedades físicas que explicam como a matéria se comporta e como ocorrem as mudanças de estado. Dominar esses conceitos é essencial no ENEM e no dia a dia.

Estados físicos em poucas linhas

1. Sólido: forma e volume definidos, partículas muito próximas, vibração em posições fixas, baixa compressibilidade.
   
2. Líquido: volume definido, forma do recipiente, partículas próximas porém com mobilidade, compressibilidade pequena.
   
3. Gasoso: sem forma nem volume definidos, partículas muito afastadas e rápidas, alta compressibilidade.
   
4. Extra: plasma (gás ionizado em altas temperaturas, como no Sol) é tema ocasional, mas o ENEM prioriza o trio clássico.
   

Por que materiais mudam de estado?

• Aquecimento fornece energia que aumenta a agitação das partículas.

• Resfriamento retira energia, aproximando-as.

• Pressão externa também importa: alterar a pressão pode elevar ou reduzir o ponto de ebulição e o de fusão.

Mudanças de estado e nomes que caem na prova

1. Fusão: sólido → líquido (endo).
   
2. Solidificação: líquido → sólido (exo).
   
3. Vaporização: líquido → gás (endo). Três formas: evaporação (na superfície, a qualquer T), ebulição (no volume, na T de ebulição), calefação (efeito Leidenfrost).
   
4. Condensação/liquefação: gás → líquido (exo).
   
5. Sublimação: sólido ↔ gás (iodo, gelo seco).
   
6. Deposição (ressublimação): gás → sólido (geada).
   

Calor sensível x calor latente (fórmulas que resolvem questões)

• Calor sensível: varia a temperatura sem mudar o estado. Q = m·c·ΔT (m em g ou kg; c, calor específico; ΔT em °C ou K).

• Calor latente: muda o estado sem variar a temperatura. Q = m·L (L de fusão ou vaporização).

• Dica: nos gráficos de aquecimento, rampas oblíquas são “sensível”; patamares horizontais são “latente”.

Pontos de fusão e ebulição, pureza e misturas

• Substância pura (a 1 atm): funde e ferve a temperaturas constantes (patamares).

• Mistura: apresenta intervalos de fusão/ebulição.

• Impurezas dissolvidas: elevam o ponto de ebulição (ebuliometria) e abaixam o de fusão (crioscopia). Isso explica sal na neve e água com sal que demora mais a ferver.

Pressão, altitude e panela de pressão

1. A ebulição ocorre quando a pressão de vapor do líquido iguala a pressão externa.
   
2. Em grandes altitudes (pressão menor): água ferve a temperaturas menores → cozimento mais lento.
   
3. Na panela de pressão (pressão maior): água ferve a temperaturas maiores (~120 °C) → cozimento mais rápido.
   

Diagrama de fases (leitura essencial)

• Mostra regiões de sólido, líquido e gás em função de pressão (p) e temperatura (T).

• Ponto triplo: p e T em que coexistem sólido, líquido e gás.

• Ponto crítico: acima dele, não há distinção líquido/gás (fluido supercrítico).

• Linhas de equilíbrio: “fronteiras” onde duas fases coexistem (ex.: líquido–vapor).

Tensão de vapor e evaporação

• Mesmo abaixo do ponto de ebulição, moléculas mais energéticas escapam da superfície (evaporação).

• A taxa aumenta com temperatura, área exposta e ventilação e diminui com umidade alta.

Propriedades que ajudam a prever fenômenos

1. Densidade (ρ = m/V): sólidos e líquidos têm ρ maior que gases; gelo tem ρ menor que água líquida (flutua).
   
2. Calor específico (c): quanto maior, mais “caro” aquecer; água tem c alto, o que regula o clima.
   
3. Condutividade térmica: metais conduzem calor bem; madeira e isopor são isolantes.
   
4. Compressibilidade: gases ≫ líquidos > sólidos.
   

Como o ENEM costuma cobrar

• Curvas de aquecimento/resfriamento (identificar patamares e calcular Q).

• Altitude/pressão e cozimento, ou panela de pressão.

• Pureza x mistura por intervalo de fusão/ebulição.

• Exemplos do cotidiano: suor que resfria (evaporação endo), vidros embaçados (condensação exo), gelo seco sublimando.

Roteiro rápido para resolver contas

1. Identifique trechos: aquecimento (Q = m·c·ΔT) e mudança de estado (Q = m·L).
   
2. Some os Q de cada etapa.
   
3. Trabalhe com unidades consistentes.
   
4. Se houver pressão/altitude, justifique qualitativamente o efeito nos pontos de mudança.
   

Exemplos-âncora para memorizar

• Água: Lf ≈ 334 J/g, Lv ≈ 2260 J/g; c(água) ≈ 4,18 J/g·°C; c(gelo) ≈ 2,1 J/g·°C.

• “Patamar” não muda T: todo o calor vira quebra/forma de interações (latente).

• Evaporação resfria a pele: moléculas mais energéticas saem, média de energia das que ficam cai.

Aplicações cotidianas (contextos frequentes)

• Secagem de roupas ao vento (evaporação acelerada).

• Neblina e orvalho (condensação quando o ar esfria no ponto de orvalho).

• Gelo em bebidas (absorve calor latente para derreter → resfria sem subir T).

• Desumidificadores e ar-condicionado (condensação em serpentinas frias).

Resumo de bolso (ótimo para SEO)

• propriedades dos materiais; estados físicos; mudanças de estado; calor sensível e latente; ponto de fusão e ebulição; pressão e altitude; diagrama de fases; tensão de vapor; densidade e calor específico; evaporação e condensação; sublimação.

SIMULADO ENEM

(1) Uma amostra de 50 g de gelo a −10 °C é aquecida até virar vapor a 100 °C. Considere: c(gelo)=2,1 J·g⁻¹·°C⁻¹; c(água)=4,18 J·g⁻¹·°C⁻¹; Lf=334 J·g⁻¹; Lv=2260 J·g⁻¹. A energia total absorvida é, aproximadamente:

A) 5,6×10³ J

B) 3,3×10⁴ J

C) 7,5×10⁴ J

D) 1,5×10⁵ J

E) 3,0×10⁵ J

Comentário de resolução: cinco etapas — aquecer gelo até 0 °C (Q₁=50·2,1·10=1,05×10³), fundir (Q₂=50·334=1,67×10⁴), aquecer água 0→100 °C (Q₃=50·4,18·100=2,09×10⁴), vaporizar (Q₄=50·2260=1,13×10⁵). Soma ≈ 1,5165×10⁵ J ≈ 1,5×10⁵ J. Gabarito: D.

(2) Sobre ebulição e pressão, analise:

I. Em uma cidade de alta altitude, a água ferve a temperatura menor que 100 °C.

II. Na panela de pressão, a água ferve a temperatura maior que 100 °C.

III. Em ambos os casos, a explicação envolve a igualdade entre pressão de vapor do líquido e pressão externa.

Assinale a alternativa correta.

A) Apenas I

B) Apenas II

C) Apenas I e II

D) Apenas I e III

E) I, II e III

Comentário de resolução: a ebulição ocorre quando p_vapor = p_externa. Em altitude (p_externa menor), a T de ebulição cai; na panela de pressão (p_externa maior), a T de ebulição sobe. I, II e III corretas. Gabarito: E.

(3) Duas amostras A e B foram aquecidas a 1 atm. A funde a 81 °C e ferve a 214 °C, ambos com patamar constante. B funde entre 63–67 °C e ferve entre 148–154 °C. Classifique corretamente:

A) A é mistura; B é substância pura.

B) A e B são substâncias puras.

C) A é substância pura; B é mistura.

D) A e B são misturas.

E) Não é possível concluir.

Comentário de resolução: substâncias puras apresentam temperaturas constantes de fusão/ebulição; misturas, intervalos. A: patamares constantes (pura). B: intervalos (mistura). Gabarito: C.

Dica final: para acertar rápido, identifique “quem é patamar e quem é rampa”, use Q = m·c·ΔT e Q = m·L, e explique qualitativamente efeitos de pressão e impurezas nos pontos de mudança. Essas três ideias resolvem a enorme maioria das questões do ENEM sobre estados físicos e mudanças de estado.