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Mudança de estado

parte 2


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Evaporação

E um tipo de vaporização lenta que ocorre na superfície livre de um líquido. Este fenômeno não requer condições físicas específicas para ocorrer: não há uma temperatura determinada para um líquido evaporar. A água do mar, por exemplo, evapora a 5o. C, 20o. C ou 60o. C. Entretanto, a temperatura influiu na rapidez com que ocorre a evaporação: em temperaturas mais altas, a "velocidade" da evaporação é maior.

Observando o mar ou um tanque contendo água, por alguns minutos, não notamos uma mudança no nível da água, evidência da evaporação, o que mostra que ela lenta.

As moléculas de um líquido possuem, a cada momento, energias térmicas diferentes: algumas têm ela relativamente baixa, outras muito altas e a maioria tem níveis intermediários de energia térmica.

As forças de atração das moléculas dificultam o escape das moléculas situadas na superfície de um líquido. No entanto, as de maior energia térmica conseguem escapar.

Como a temperatura está associada a energia térmica média das moléculas, a saída das mais energéticas reduz a energia térmica média das remanescentes, ou seja, reduz a temperatura do líquido que ainda não evaporou. Assim, a evaporação provoca o resfriamento do líquido.

Por exemplo, quando molhamos a mão com éter, sentimos esfriar a região molhada, porque as moléculas do éter de maior energia térmica evaporam, sobrando as de energia térmica menor. Assim, a temperatura do éter que resta diminui, provocando uma transferência de calor da mão para ele e a consequente sensação de frio. O processo de evaporação continua, a custa do calor recebido da mão. Também a evaporação da água que escapa pelas porosidades dos potes e das moringas de barro que a mantém fresca, mesmo em dias quentes.

Pontos importantes:

a "velocidade" de evaporação diminui quando aumenta a concentração do vapor líquido nas vizinhanças do líquido. Isso ocorre porque as moléculas do líquido que foram para o ambiente podem retornar para ele: mais moléculas no ambiente implica em maior número de retorno. Por isso, numa mesma temperatura alta de Verão, temos uma sensação térmica de "menos calor" quando o ambiente está seco, pois a velocidade de evaporação do suor é maior. Os aparelhos de ar-condicionado retiram umidade do ar, tornando o ambiente mais seco. Os ventiladores arrastam o vapor de água já formado nas proximidades das pessoas;
  • a velocidade de evaporação de um determinado líquido, numa determinada temperatura é tanto maior quanto maior a área da superfície livre. Por isso a roupa estendida no varal seca mais rápido do que se estivesse amontoada;
  • mantidas as demais condições, a "velocidade" de evaporação aumenta quando a temperatura aumenta e diminui quando a pressão sobre o líquido aumenta.

Ebulição

É a vaporização intensa e turbulenta que ocorre ao longo de todo a massa líquida, com a formação de bolhas de vapor junto as superfícies aquecidas. Essas bolhas de vapor aumentam de volume à medida que se elevam no líquido, em virtude da redução da pressão.

Ao contrário da evaporação a ebulição só acontece quando é atingida uma determinada temperatura, que depende da pressão exercida sobre o líquido pelo ambiente. Quando aumenta a pressão sobre o líquido, aumenta, também a temperatura que ele deve atingir para entrar em ebulição.

Evaporação e ebulição: diferença

Fornecendo calor a um líquido, a energia térmica de suas moléculas aumenta, ou seja, sua temperatura aumenta. No entanto, quando uma determinada temperatura é atingida, o fornecimento de mais calor ao líquido, ao invés de provocar a elevação da temperatura, faz com que suas moléculas de separem, vencendo a força de união que as mantinha no estado líquido.

Para cada pressão, as substâncias têm uma determinada temperatura de ebulição permanecendo constante a pressão, a temperatura não varia durante toda a ebulição, da mesma forma como acontece com a fusão e solidificação (ver calor latente).

Ponto de ebulição

É a temperatura que ocorre a ebulição de uma substância a pressão de 1 atm. A tabela abaixo fornece os pontos de ebulição de algumas substancias:

Ponto de ebulição de algumas substancias conhecidas a 1 atm - o.C
água 100
álcool etílico 78
alumínio 1800
chumbo 1620
cobre 2300
ferro 3000
hidrogênio -253
mercúrio 356
nitrogênio -196
oxigênio -183

Quando reduzimos a temperatura de um vapor, o movimento de suas moléculas torna-se mais lento, possibilitando a união daquelas que se encontram. Assim elas se aglomeram, passando para o estado líquido: e a liquefação ou condensação.

Mantida a mesma pressão, a temperatura permanece constante enquanto todo o vapor não tiver se transformado em líquido.

Gráfico de aquecimento/ resfriamento da água e mudança de estado

gráfico de mudança do estado da água

Sublimação e sublimação inversa

Sublimação

É a passagem direta do estado sólido para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. Os líquidos em geral estão sempre sublimando, isto é, liberando vapores. Uma prova disso é o fato de cada sólido ter um cheiro característico. Um exemplo tradicional de sublimação é o da bolinha de naftalina: muito lentamente ela vai diminuindo de tamanho, pois perde massa na forma de vapor. Esse processo lento é parecido com o da evaporação de um líquido.

A sublimação inversa é o processo contrário, isto a passagem do estado gasoso para o sólido.

Veja também:

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