Quais são os estados físicos da matéria?

Critério de classificação

Um estado físico classifica-se olhando para três coisas:

1. Forma: o corpo mantém a sua forma ou toma a do recipiente?
2. Volume: o corpo mantém o seu volume ou ocupa todo o espaço disponível?
3. Partículas: quão próximas estão, quanto se movem e quão fortes são as forças entre elas?

A mesma substância pode estar em estados diferentes consoante a temperatura (e a pressão). A água é o melhor exemplo: gelo, água líquida e vapor de água são a mesma substância em três estados.

Descrição de cada estado

Estado sólido

Tem forma própria e volume próprio. As partículas estão muito próximas e ligadas por forças fortes; ocupam posições praticamente fixas e apenas vibram. Não flui e é muito difícil de comprimir. Exemplos: o gelo, uma pedra, uma barra de ferro, o sal de cozinha, uma moeda.

Estado líquido

Tem volume próprio, mas não tem forma própria: toma a forma do recipiente onde está. As partículas estão próximas, mas podem deslizar umas sobre as outras, o que explica que o líquido flua. É quase incompressível. Exemplos: a água, o óleo de cozinha, o álcool, o mercúrio dos termómetros antigos.

Estado gasoso

Não tem forma nem volume próprios: ocupa todo o espaço do recipiente. As partículas estão muito afastadas, movem-se livremente em todas as direções e as forças entre elas são fracas. É fácil de comprimir e de expandir. Exemplos: o ar, o oxigénio, o dióxido de carbono, o vapor de água.

Plasma

É um gás tão quente (ou tão energizado) que os átomos perdem eletrões e ficam partículas com carga elétrica. Não é comum no dia a dia, mas é o estado mais abundante no Universo visível: encontra-se no Sol e nas estrelas e nos relâmpagos.

Condensado de Bose-Einstein

Estado previsto na teoria e obtido apenas em laboratório, a temperaturas muito próximas do zero absoluto. Não faz parte do programa do 1.º ciclo; fica aqui só como curiosidade.

Quadro-resumo

As mudanças de estado

Quando se fornece ou retira energia (calor), a substância muda de estado:

Para saber em que estado está uma substância a uma dada temperatura use esta regra (à pressão normal): se a temperatura é inferior ao ponto de fusão, está sólida; se está entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição, está líquida; se é superior ao ponto de ebulição, está gasosa.

Como memorizar

• Ordene pelo grau de «liberdade» das partículas: sólido (presas), líquido (deslizam), gasoso (livres).
• Associe o estado a uma imagem: gelo, água, vapor. Se souber estes três, sabe os três estados clássicos.
• Lembre-se de que o plasma é o «gás com carga elétrica» do Sol e dos relâmpagos.

Exemplos resolvidos

Erros frequentes

• Dizer que há só «sólido, líquido e gás» e que o plasma não existe. Para o 1.º ciclo, os três estados bastam; mas o plasma é um estado real, presente no Sol.
• Pensar que o gelo e a água são substâncias diferentes. É a mesma substância (H₂O) em estados diferentes.
• Dizer que um pó fino, como a farinha ou a areia, «é líquido» porque escorre. Cada grão é um pequeno sólido com forma e volume próprios.
• Achar que o gás «não tem massa» ou «não ocupa lugar». Tem massa e ocupa todo o espaço do recipiente.
• Confundir evaporação com ebulição. Ambas são vaporização; a evaporação ocorre à superfície a qualquer temperatura, a ebulição ocorre em todo o líquido a uma temperatura determinada.
• Dizer que as partículas de um sólido estão paradas. Vibram em torno de posições fixas.