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TRABALHO DE CIÊNCIAS 9º ANO Aluno:___________________________________________________________________________________________ Professor:________________________________________________________________________________________ Data: ___/__/___ Turma:___ Ano:_______ Trimestre:1º Valor: ____ Nota: ____ Estados físicos da matéria Os estados físicos da matéria correspondem às formas pela qual a matéria pode se apresentar na natureza. Esses estados são definidos de acordo com a pressão, temperatura e sobretudo, pelas forças que atuam nas moléculas. A matéria, constituída de pequenas partículas (átomos e moléculas), corresponde a tudo aquilo que possui massa e que ocupa determinado lugar no espaço. Podendo se apresentar em três estados: sólido, líquido e gasoso. Estados Sólido, Líquido e Gasoso No estado sólido, as moléculas que compõem a matéria permanecem fortemente unidas. Além disso, elas possuem forma própria e volume constante, por exemplo, o tronco de uma árvore ou o gelo (água em estado sólido). No estado líquido, as moléculas já apresentam uma menor união e maior agitação, de forma que apresentam forma variável e volume constante, por exemplo, a água em determinado recipiente. Já no estado gasoso, as partículas que formam a matéria apresentam intensa movimentação, pois as forças de coesão são pouco intensas nesse estado. Neste estado, a substância apresenta forma e volume variáveis. Sendo assim, no estado gasoso, a matéria terá forma segundo o recipiente em que se encontra. Caso contrário, ela permanecerá disforme, tal qual o ar que respiramos e não vemos. Para exemplificar, podemos pensar no botijão de gás, o qual apresenta gás comprimido que adquiriu determinada forma. Mudanças de Estados Físicos As mudanças de estado físico dependem, basicamente, da quantidade de energia recebida ou perdida pela substância. Existem, essencialmente, cinco processos de mudanças de estado físico: 1. Fusão: passagem do estado sólido para o estado líquido por meio do aquecimento. Por exemplo, um cubo de gelo que fora do congelador vai derretendo e se transformando em água. 2. Vaporização: passagem do estado líquido para o estado gasoso que é obtido de três maneiras: calefação (aquecedor), ebulição (água fervendo) e evaporação (roupas secando no varal). 3. Liquefação ou Condensação: passagem do estado gasoso para o estado líquido por meio do resfriamento, por exemplo, a formação do orvalho. 4. Solidificação: passagem do estado líquido para o estado sólido, ou seja, é o processo inverso à fusão, que ocorre por meio do arrefecimento, por exemplo, água líquida transformada em gelo. 5. Sublimação: passagem do estado sólido para o estado gasoso e vice-versa (sem passagem pelo estado líquido) e pode ocorrer pelo aquecimento ou arrefecimento da matéria, por exemplo, gelo seco (dióxido de carbono solidificado), por exemplo, a mudança de estado físico que ocorre com a naftalina nesse caso é a sublimação. Sob temperatura ambiente, as moléculas na superfície da pedra de naftalina ganham energia suficiente para se desprenderem e passarem para o ar. Como a substância vira gás imediatamente, o sólido diminui de tamanho gradualmente e não deixa resíduos líquidos no local onde estava. Outro exemplo é, passagem direta do gelo seco (dióxido de carbono sólido) para o estado gasoso acontece devido ao ganho de energia térmica: Absorção de Calor: Ao ser exposto à temperatura ambiente (que é muito superior à sua temperatura de solidificação), o gelo seco absorve calor rapidamente. Agitação Molecular: Esse aporte de energia faz com que as moléculas se agitem intensamente, rompendo as forças de atração que as mantinham presas no estado sólido. Sublimação: Como o dióxido de carbono não se mantém líquido sob pressão atmosférica normal, ele sofre sublimação, transformando-se em gás de forma imediata. Durante uma mudança de estado físico de uma substância pura, como a ebulição da água, a temperatura não aumenta, mesmo que o sistema continue recebendo calor. Isso acontece porque: ● Uso da Energia: O calor fornecido não é usado para aumentar a agitação das moléculas (o que aumentaria a temperatura), mas sim para romper as ligações entre as moléculas de água líquida. ● Equilíbrio: A energia é consumida para transformar o líquido em vapor. Somente após toda a água virar gás é que a temperatura voltará a subir. ● Ponto de Ebulição: Esse valor fixo é uma propriedade específica da matéria, que ao nível do mar é sempre 100°C para água. Reações Químicas Uma transformação química ocorre quando novas substâncias são formadas. Chamamos de reagentes as substâncias iniciais e de produtos as substâncias finais. A Lei de Lavoisier afirma que "na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma", o que significa que para cálculo, a massa total dos reagentes deve ser igual à massa total dos produtos em um sistema fechado. A fórmula baseada na Lei de Lavoisier (Conservação das Massas) é: m = m reagentes produtos ● m: Representa a massa das substâncias (geralmente medida em gramas, g). ● m reagentes :É a soma das massas de todas as substâncias que iniciam a reação (o que você "mistura"). ● m produtos: É a soma das massas de todas as substâncias que foram formadas após a reação (o "resultado"). ● = (Sinal de igual): Indica que, em um sistema fechado, a quantidade de matéria no início deve ser exatamente a mesma que no final. Exemplo na prática (Formação da Água): Dados O que é? Valor no exemplo Reagente 1 Hidrogênio( H2 ) 4 g Reagente 2 Oxigênio (O2) 32 g Soma (m reagentes) Total que entrou 36 g Produto Água ( H2O ) 36 g Em uma reação química, os produtos são as substâncias formadas ao final do processo, enquanto os reagentes são os ingredientes iniciais. Na fotossíntese: ● Substâncias formadas (Produtos): São a glicose (açúcar que serve de alimento para a planta) e o oxigênio (liberado para a atmosfera). ● Substâncias consumidas (Reagentes): São o gás carbônico e a água. ● Papel da Luz: Funciona como a fonte de energia para que essa transformação ocorra, mas não é considerada um produto ou reagente químico. Fenômenos Físicos vs. Químicos Os fenômenos físicos alteram apenas a aparência ou o estado de agregação da matéria, mantendo sua composição química original intacta. ● Características: Geralmente são reversíveis e não formam novas substâncias . ● Exemplos: Mudanças de estado (gelo derretendo), dissolução (açúcar na água), mudanças de formato (amassar papel) ou fragmentação (quebrar um vidro) ● Identidade: A molécula de água continua sendo, seja ela gelo, líquido ou vapor Os fenômenos químicos (ou reações químicas) transformam a essência da matéria, criando novas substâncias com propriedades diferentes das originais ● Características: Frequentemente são irreversíveis e envolvem a quebra ou formação de ligações entre átomos. ● Evidências: Podem ser identificados por mudança de cor, liberação de gás (bolhas), formação de sólidos, variação de temperatura ou emissão de luz e cheiro. ● Exemplos: Combustão (queimar papel), oxidação (ferrugem no prego), digestão de alimentos ou o cozimento de um ovo. Questões 1. (EF09CI01) Quando uma pedra de naftalina é colocada no armário e, após alguns dias, diminui de tamanho sem deixar resíduo líquido, ocorreu uma mudança de estado físico chamada: a) Fusão b) Solidificação c) Sublimação d) Ebulição 2. (EF09CI01) A vaporização é a passagem do estado líquido para o gasoso. Quando essa mudança ocorre de forma lenta e à temperatura ambiente, como em uma roupa secando no varal, damos o nome de: a) Evaporação b) Calefação c) Ebulição d)Condensação3. (EF09CI01) O gelo seco é dióxido de carbono sólido. Ao ser exposto ao ambiente, ele passa diretamente para o estado gasoso. Esse processo ocorre porque: a) As moléculas perdem energia térmica. c) As moléculas ganham energia e se afastam rapidamente. b) A força de atração entre as moléculas aumenta. d) Ocorre uma reação química que destrói a matéria. 4.(EF09CI03) Ao nível do mar, a água pura ferve a 100°C. Durante todo o processo de ebulição, enquanto houver água líquida, a temperatura: a) Continua subindo gradualmente. c) Diminui para acelerar a formação de vapor. b) Permanece constante em 100°C. d) Oscila entre 90°C e 110°C. 5. (EF09CI02) Na reação de fotossíntese, as plantas utilizam Gás Carbônico e Água (na presença de luz) para produzir Glicose e Oxigênio. Nesta reação, os produtos são: a) Gás Carbônico e Água b) Glicose e Oxigênio c) Luz solar e Água d) Clorofila e Gás Carbônico 6. (EF09CI02) Considere a queima do carvão (carbono) reagindo com o oxigênio do ar, produzindo dióxido de carbono. Se 12g de carbono reagem completamente com 32g de oxigênio, a massa de dióxido de carbono produzida será de: a) 20g b) 32g c) 44g d) 12g 7. (EF09CI02) Para que uma transformação seja considerada química, é obrigatório que ocorra: a) Mudança de cor ou cheiro. c) Apenas a mudança de estado físico. b) Formação de novas substâncias com propriedades diferentes. d) O aquecimento do recipiente onde está a mistura. 8. (EF09CI01) Analise os eventos: I. Amassar uma latinha de alumínio; II. Derreter ferro em uma fundição; III. Dissolver açúcar em água. Sobre eles, é correto afirmar que: a) Todos são fenômenos químicos. b) Todos são fenômenos físicos. c) Apenas o III é químico. d) I e II são químicos, III é físico. 9. (EF09CI04) A formação da ferrugem em um prego exposto à umidade e ao ar é um exemplo de fenômeno químico porque a) O prego apenas mudou de cor, mas continua sendo apenas ferro. c) O ferro derreteu devido ao calor do sol. b) Ocorreu uma reação de oxidação formando uma nova substância. d) É um processo reversível apenas com lavagem. 10. (EF09CI04) Qual dos fenômenos abaixo é classificado como QUÍMICO? a) Ebulição da água em uma panela c) Fragmentação de uma rocha pela chuva b) Digestão dos alimentos no estômago. d) Sublimação da cânfora.