--- title: "Sólidos, líquidos, gases" book: "Física do ensino fundamental" subject: physics language: pt chapter: 14 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/14-solidos-liquidos-gases --- # Capítulo 14 — Sólidos, líquidos, gases Uma pedra, um copo de leite, o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) de um balão: três tipos de material que se comportam de três jeitos completamente diferentes. No ano passado a água nos mostrou os seus três estados; neste ano descobrimos que *tudo* está em um desses três estados — e cada estado tem regras rigorosas. ## 14.1 Três famílias de materiais Todo o material do mundo pode ser separado em três famílias, chamadas de três *estados*: [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) como a pedra, [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) como o leite, gasoso como o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air). O gelo, a água e o vapor foram o nosso primeiro exemplo: um material visitando as três famílias. Agora vamos aprender as regras de cada família. ## 14.2 Os sólidos guardam o formato **Definição 14.1 (Sólido).** Um *sólido* é um material que guarda o próprio formato. Uma chave guarda o ziguezague dela no seu bolso, numa gaveta ou debaixo d’água. Você consegue segurar um sólido entre dois dedos, e movê-lo não muda a aparência dele. Alguns sólidos são duros (pedra), alguns são macios (pão), alguns são flexíveis (um elástico) — mas, deixado em paz, cada um guarda o seu formato. **Exemplo 14.2 (Um sólido feito de grãos).** A areia parece quebrar a regra: despejada de um balde, ela assume o formato do montinho, quase como um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid). Mas olhe de perto: a areia é uma multidão de grãozinhos [sólidos](#def-g3-solids-liquids-gases-solid), e *cada grão* guarda perfeitamente o seu formato. A farinha, o açúcar e o arroz fazem o mesmo truque — multidões de [sólidos](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) pequenininhos que escorrem juntos enquanto cada membro continua [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid). ## 14.3 Os líquidos escorrem — mas guardam a quantidade **Definição 14.3 (Líquido).** Um *líquido* é um material que escorre: ele não tem formato próprio e assume o formato do recipiente que o segura. Mas um líquido guarda a *quantidade*: despeje um copo cheio de leite numa tigela e continua sendo a mesma quantidade de leite — nem uma gota a mais nem a menos, só um formato novo. ![Um copo de leite despejado de recipiente em recipiente: o formato obedece ao recipiente, a quantidade não obedece a ninguém.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-solids-liquids-gases/fig-ef62ab0cac2b.svg) *Um copo de leite despejado de recipiente em recipiente: o formato obedece ao recipiente, a quantidade não obedece a ninguém.* **Proposição 14.4 (Um líquido em repouso fica na horizontal).** A superfície de um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) em repouso é sempre plana e horizontal — paralela ao chão. Incline a garrafa: a água lá dentro não se inclina junto; a superfície dela continua horizontal enquanto a garrafa pende. ![Incline a garrafa como quiser: a superfície da água se recusa a inclinar. Um líquido em repouso fica sempre na horizontal.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-solids-liquids-gases/fig-b2895dd1d1f0.svg) *Incline a garrafa como quiser: a superfície da água se recusa a inclinar. Um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) em repouso fica sempre na horizontal.* **Exemplo 14.5 (O nível em ação).** Os pedreiros usam essa lei todos os dias: o *nível de bolha* deles é uma janelinha de [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) com uma bolha; quando a bolha fica entre as marcas, a prateleira está tão horizontal quanto o [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) lá dentro. E, no café da manhã, observe o suco numa caixinha inclinada: por mais que você a incline, a superfície lá dentro continua plana e horizontal — até encontrar o bico. ## 14.4 Os gases enchem tudo **Definição 14.6 (Gás).** Um *gás* é um material que se espalha até ocupar *todo* o espaço que recebe. O [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) é um gás: coloque-o numa garrafa e ele enche a garrafa até o último cantinho; abra a garrafa num cômodo maior e ele se espalha por esse cômodo também. Um gás não tem formato próprio nem lugar próprio de descanso — ofereça mais espaço a ele e ele toma tudo. **Exemplo 14.7 (O perfume viajante).** Alguém abre um vidro de perfume numa ponta da sala. Um instante depois, os narizes da *outra* ponta percebem. O [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) do perfume não ficou educadamente perto do vidro: solto, ele se espalhou por todo o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) da sala, de canto a canto — exatamente o que a família dos gases sempre faz. ![Um gás solto: liberado num canto, ele se espalha até encher a sala inteira.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-solids-liquids-gases/fig-4f4a04b46a09.svg) *Um [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) solto: liberado num canto, ele se espalha até encher a sala inteira.* ![A maioria dos gases é invisível — mas não todos. Este tubo de vidro lacrado guarda bromo, um gás com uma cor castanho-alaranjada de verdade: dá para ver o gás enchendo cada canto do recipiente, até encostar no vidro. Foto: James St. John, CC BY 2.0 (recortada).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-solids-liquids-gases/img-e1578863ccef.jpg) *A maioria dos gases é invisível — mas não todos. Este tubo de vidro lacrado guarda bromo, um [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) com uma cor castanho-alaranjada de verdade: dá para *ver* o [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) enchendo cada canto do recipiente, até encostar no vidro. *Foto: James St. John, CC BY 2.0 (recortada).** **Observação 14.8 (Separando os casos difíceis).** Alguns materiais exigem um olhar atento. O mel escorre — devagar, mas escorre, assume o formato do recipiente e guarda a quantidade: é um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid), só que preguiçoso. A pasta de dente e o ketchup escorrem quando espremidos: [líquidos](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) grossos. Uma esponja é um [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) cheio de buraquinhos com [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air). E a fumaça? Partículas sólidas minúsculas viajando num [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) quente. Na dúvida, faça as perguntas da família: ele guarda o formato? ele escorre? ele enche todo o espaço que recebe? ## 14.5 Exercícios **Exercício 14.1 ★.** Separe nas três famílias: uma moeda; suco de laranja; o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) de um pneu; uma continha de madeira; óleo; o vapor no espaço transparente acima de uma panela fervendo. **Solução de Exercício 14.1.** [Sólidos](#def-g3-solids-liquids-gases-solid): a moeda, a continha de madeira. [Líquidos](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid): o suco de laranja, o óleo. Gases: o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) do pneu, o vapor invisível do espaço transparente. **Exercício 14.2 ★.** O que um [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) guarda e um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) não guarda? O que um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) guarda quando é despejado do copo para a tigela? **Solução de Exercício 14.2.** Um [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) guarda o formato próprio; um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) não guarda. Despejado do copo para a tigela, um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) guarda a *quantidade*. **Exercício 14.3 ★.** Uma garrafa cheia de limonada é despejada numa saladeira larga. Agora há mais limonada, menos ou a mesma quantidade? O que mudou? **Solução de Exercício 14.3.** A mesma quantidade — só o formato mudou, de formato de garrafa para formato de saladeira larga. **Exercício 14.4 ★.** Desenhe um aquário até a metade de água: primeiro apoiado direito, depois inclinado sobre uma das bordas. Desenhe a superfície da água nos dois — como ela fica? **Solução de Exercício 14.4.** Nos dois desenhos a superfície da água fica plana e horizontal, paralela ao chão — no aquário inclinado a superfície não se inclina junto com o vidro; a água se junta do lado mais baixo. **Exercício 14.5 ★.** Como o nível de bolha de um pedreiro mostra que a prateleira está na horizontal? Qual lei deste capítulo ele está usando? **Solução de Exercício 14.5.** O [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) da janelinha fica sempre na horizontal, então a bolha mostra onde é “para cima”: bolha entre as marcas quer dizer que a prateleira acompanha o [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) nivelado. Ele usa a lei de que um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) em repouso fica na horizontal. **Exercício 14.6 ★.** Por que o cheiro de panqueca chega até o seu quarto lá em cima? Qual família está trabalhando, e qual é a regra dela? **Solução de Exercício 14.6.** A família dos gases. O cheiro de panqueca é um [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas), e um [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) se espalha até ocupar todo o espaço que recebe — cozinha, escada, quarto. **Exercício 14.7 ★.** A areia escorre como um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) e, mesmo assim, dizemos que ela é sólida. Explique, usando o [Exemplo 14.2](#ex-g3-solids-liquids-gases-sand). **Solução de Exercício 14.7.** A areia é uma multidão de grãozinhos [sólidos](#def-g3-solids-liquids-gases-solid). A multidão escorre e assume o formato do montinho, mas cada grão guarda perfeitamente o próprio formato — então cada grão é um [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) de verdade. **Exercício 14.8 ★.** O mel leva um minuto inteiro para escorrer da colher. [Sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) ou [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid)? Faça as perguntas da família da [Observação 14.8](#rem-g3-solids-liquids-gases-tricky) e responda. **Solução de Exercício 14.8.** Ele escorre (devagar), assume o formato do recipiente e guarda a quantidade: o mel responde às perguntas como um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) — um [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) preguiçoso. **Exercício 14.9 ★.** Qual família: guarda o formato próprio? assume o formato do recipiente mas guarda a quantidade? toma todo o espaço que consegue? Dê um membro de cada família encontrado na sua cozinha. **Solução de Exercício 14.9.** Guarda o formato: [sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid) (uma colher). Assume o formato do recipiente mas guarda a quantidade: [líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) (leite). Toma todo o espaço: [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) (o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) da cozinha). **Exercício 14.10 ★★.** Um cubo de gelo ([sólido](#def-g3-solids-liquids-gases-solid)) [derrete](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/9-gelo-agua-vapor#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) e vira água ([líquido](#def-g3-solids-liquids-gases-liquid)), que o sol de verão seca até virar água voadora invisível ([gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas)). Qual regra da família se quebra em cada passo: o que o material deixa de guardar quando o gelo [derrete](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/9-gelo-agua-vapor#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze)? e quando a água [evapora](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/9-gelo-agua-vapor#def-g2-ice-water-steam-evapcond)? **Solução de Exercício 14.10.** Quando o gelo [derrete](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/9-gelo-agua-vapor#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze), o material deixa de guardar o próprio *formato* (mas ainda guarda a quantidade). Quando a água [evapora](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/9-gelo-agua-vapor#def-g2-ice-water-steam-evapcond), ela deixa de guardar até o *lugar* onde está: como [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas), ela se espalha por todo o espaço que existir. **Exercício 14.11 ★★.** Um balão é enchido e amarrado. Mira diz que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) lá dentro está “com formato de balão, então um [gás](#def-g3-solids-liquids-gases-gas) tem formato sim”. Explique o que está dando o formato de verdade e o que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) faria no instante em que o balão estourasse. **Solução de Exercício 14.11.** Quem dá o formato é a pele de borracha: ela é uma gaiola sólida esticada, e o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) espremido enche cada canto do formato que a gaiola assumir. Estoure o balão e o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) se espalha na hora pela sala inteira — mostrando que ele nunca teve formato próprio nenhum.