Entalpia e mudanças de fase

RKA12MC – Olá! Tudo bem com você? Você vai assistir agora a mais uma aula de Ciências da Natureza, e, nessa aula, vamos conversar sobre a entalpia e a mudança de fase. Para isso, vamos dizer que temos um pouco de água sólida ou gelo e queremos derreter esse gelo e transformar a água sólida em água líquida. Essa mudança de fase da água sólida para a água líquida é chamada de derretimento ou fusão, e são necessários 6,01 quilojoules positivo por mol para que isso aconteça. Essa variação de entalpia é simbolizada por delta H (ΔH) e um “FUS” subscrito, que significa fusão. Sendo assim, isso é chamado de calor de fusão. Agora, vamos pensar sobre a mudança de fase da conversão de água líquida para água gasosa. Essa mudança de fase é chamada de vaporização, e também é necessário energia para realizar esse processo. Especificamente para a água, são necessários 40,7 quilojoules por mol para que a água líquida seja vaporizada. Essa variação de energia é chamada de variação de entalpia de vaporização, ou simplesmente calor de vaporização. Agora que conversamos sobre isso, vamos pensar aqui na estrutura do gelo. O gelo tem moléculas de água em uma estrutura de cristal que se repete, e as moléculas de água são mantidas juntas por ligações de hidrogênio. Sabendo disso, quando adicionamos energia entre essas duas moléculas de água aqui, aumentamos a liberdade de movimento. Aqui está uma imagem de água líquida. Essas moléculas de água ainda são mantidas juntas por ligações de hidrogênio, mas não temos mais uma estrutura cristalina. Ou seja, aumentamos a liberdade de movimento, e é preciso energia para romper essa estrutura cristalina. Agora, vamos pensar no processo de conversão de água líquida em água gasosa, ou vapor. Quando a água está no estado gasoso, não há mais forças intermoleculares entre as moléculas, não há nada que as mantenha unidas. Sendo assim, é preciso muita energia para separar essas duas moléculas de água. É preciso muita energia para superar essas ligações de hidrogênio, e é por isso que temos um valor tão grande para o calor de vaporização. Portanto, é preciso muito mais energia para separar completamente essas moléculas do que simplesmente aumentar a liberdade de movimento. Então é por isso que temos aqui 40,7, que é um número muito maior do que 6,01. São necessários 40,7 quilojoules por mol de energia para passar do estado líquido para o gasoso. Se fosse o contrário, ou seja, para voltar do estado gasoso ao estado líquido, essa mesma quantidade de energia seria liberada. Portanto, podemos escrever 40,7 quilojoules por mol, mas, como a energia é liberada, precisamos colocar um sinal negativo. E, passando do estado gasoso para o estado líquido, temos um processo chamado condensação. Sendo assim, podemos chamar esse -40,7 quilojoules por mol de calor de condensação. Agora aqui também, se é preciso 6,01 quilojoules por mol para ir do estado sólido ao estado líquido, para voltar do estado líquido ao estado sólido, é preciso liberar 6,01 quilojoules por mol. Devido a isso, precisamos colocar um sinal negativo aqui, para indicar que a energia é liberada. Quando passamos de um líquido para um sólido, temos um congelamento ou uma solidificação. Portanto, esse valor é chamado de calor de congelamento da água, ou calor de solidificação. Espero que tenha compreendido tudo direitinho aqui, e, mais uma vez, eu quero deixar para você um grande abraço, e dizer que te encontro na próxima! Então, até lá!