#Química - Volume 1 (2016) - Martha Reis

A. Parramón/AP Photo
B
A
Água em ebulição
O gás de cozinha é mantido
no estado líquido dentro do
botijão (sob pressão) e só muda
para o estado gasoso quando
abrimos a válvula do botijão
e a pressão diminui.
Steven Coling/Shutterstock
Ebulição e evaporação
A ebulição e a evaporação são tipos de vaporização.
A evaporação é um processo que ocorre à temperatura ambiente (em qualquer
temperatura e pressão, embora se torne progressivamente mais intensa em temperaturas
mais altas e pressões mais baixas). Já a ebulição ocorre a uma determinada
temperatura (que varia com a pressão atmosférica local) e é característica
de certas espécies de matéria.
Por exemplo, quando fornecemos energia térmica (calor) a certa quantidade
de água líquida, ocorre um aumento da quantidade de energia térmica
da massa de água que está no fundo do recipiente (indicado pela letra A na
foto ao lado), fazendo com que ela suba para a superfície, pois se torna menos
densa. A massa de água que esta va logo acima (indicado pela letra B na foto
ao lado) desce então para o fundo (por ser mais densa) e passa a sofrer
o aquecimento mais intenso.
Ao chegar à super fície, onde a temperatura é menor, essa massa de água (A)
perde energia e volta para baixo, sendo su bstituída pe la massa de água que ficou
no fun do (B) e que agora está com maior energia térmica, reini ciando o ciclo.
Esse tipo de transmissão de calor é chamado de convecção.
Quando a temperatura de ebulição é atin gi da, começam a se formar bolhas de
vapor de água em meio à água líquida no fundo do recipiente. Essas bolhas sobem
até a su perfície e estouram, liberando o vapor de água para o ambiente. A partir
desse momento, a energia fornecida para aquecer o sistema é utilizada apenas
para promover a mudança de estado, de líquido para vapor. A temperatura não se
altera durante a mudança de estado de agregação.
Diferença entre vapor e gás
Talvez você esteja estranhando o fato de falarmos em “estado de vapor”, e não
em “estado gasoso”. É que existe uma diferença importante entre vapor e gás.
Sabemos que, em geral, é possível mudar o estado de agregação da matéria
por aumento de pressão.
Por volta de 1880, o químico irlandês Thomas Andrews (1813-1885) demonstrou
a existência de uma temperatura crítica, característica de cada espécie de matéria,
acima da qual é impossível fazê-la mudar do estado gasoso para o estado
líquido apenas por aumento de pressão, qualquer que seja a pressão exercida
sobre ela. Nessa situação, a única forma de promover a mudança de estado é
diminuir a temperatura.
Essa temperatura crítica diferencia os con ceitos de vapor e gás.
• A matéria está no estado de vapor quando sua temperatura está abaixo da
temperatura crítica.
• A matéria está no estado gasoso quando sua temperatura está acima da
temperatura crítica.
Por exemplo, a água líquida passa para o estado de vapor a 100 °C sob pressão
de 1 atm ou 760 mmHg. Somente quando toda a água estiver no estado de
vapor, a temperatura volta a aumentar (desde que o fornecimento externo de
calor seja mantido). O vapor de água, aquecido a 200 °C, por exemplo, pode ser
liquefeito se determinada pressão (bas tante elevada) for exer cida sobre o sistema.
Con tudo, para temperaturas acima de 374 °C (tem peratura crítica da á gua),
não é mais possível liquefazê-la apenas por aumento de pressão: acima dessa
temperatura a água se apresenta no estado gasoso.
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Capítulo 2