O que há de diferente nos processos de evaporação, ebulição é calefação

Rosimar Gouveia

Professora de Matemática e Física

Evaporação é a passagem do estado líquido para o estado gasoso. Ela ocorre na superfície livre dos líquidos, de forma lenta e gradual, em qualquer temperatura.

Uma substância quando está no estado líquido apresenta menor força de coesão entre seus átomos do que quando está no estado sólido.

Nesse estado, as moléculas estão mais afastadas, em constante agitação e se movimentam no interior do líquido com diferentes velocidades.

Desta forma, as partículas com maior velocidade, ao atingirem a superfície livre do líquido, conseguem escapar passando para o estado gasoso.

Velocidade da Evaporação

Existem fatores que influenciam na velocidade com que ocorre a evaporação, são eles:

• Temperatura: quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da evaporação. Pois quanto maior a temperatura, maior é a energia cinética das partículas. Desta forma, mais partículas irão escapar da superfície do líquido.
• Natureza do líquido: existem substâncias que evaporam mais facilmente, elas são chamadas de substâncias voláteis. O éter, o álcool e a acetona são exemplos de substâncias voláteis.
• Área da superfície livre: como a evaporação ocorre na superfície livre dos líquidos, quanto maior a superfície, maior é a quantidade de partículas que deixará o líquido.
• Concentração de vapor sobre o líquido: quanto maior a quantidade de vapor, menor será a velocidade de evaporação.
• Pressão exercida sobre o líquido: quanto maior a pressão, menor é a velocidade de evaporação.

Diferença entre Evaporação e Ebulição

Tanto a evaporação quanto a ebulição representam a mudança do estado líquido para o estado gasoso. Contudo, enquanto a evaporação ocorre de maneira gradual, a ebulição acontece de forma rápida.

Para que ocorra a ebulição, é necessário que o líquido atinja, para uma dada pressão, uma determinada temperatura, chamada de ponto de ebulição. Já a evaporação pode ocorrer em qualquer temperatura.

Separação de Misturas

A cristalização fracionada é um processo separação de misturas heterogêneas. Ela é usada quando as substâncias que formam a mistura estão no estado sólido.

Neste processo é adicionado a mistura um líquido que dissolva todos os componentes sólidos. Os componentes então se cristalizam separadamente após a solução sofrer evaporação.

Este processo é utilizado por exemplo nas salinas para a obtenção dos sais da água do mar.

Evaporação e o Ciclo da Água

A evaporação é um dos processos que constituem o ciclo da água. A energia proveniente do Sol, aquece a superfície livre dos lagos, rios, mares e oceanos.

Este aquecimento faz com que uma parte da água evapore, passando para o estado de vapor. Este, ao atingir as camadas mais altas da atmosfera, se resfriam e se condensam formando as nuvens.

Ao ocorrer a precipitação, a água volta para a superfície na forma líquida, infiltrando no solo e formando os lençóis subterrâneos.

Parte dessa água é absorvida pelas plantas, que devolvem a atmosfera pela transpiração o vapor da água.

Mudanças de fase

A mudança do estado líquido para o estado gasoso é chamada genericamente de vaporização, pois engloba, além da evaporação, outros dois processos: ebulição e calefação.

Existem ainda outros processos de mudança de estado. São eles:

• Fusão
• Solidificação
• Liquefação ou Condensação
• Sublimação

No diagrama abaixo representamos os três estados físicos da matéria e as respectivas mudanças de estado:

Saiba mais em: Mudanças de Estado Físico.

Os termos ebulição, evaporação e vaporização são bastante utilizados quando falamos da mudança de estado físico do líquido para o estado de vapor. Existe ainda um menos conhecido, que é o termo calefação.

Mas, será que você sabe diferenciar cada um destes? Será que os usa corretamente?

Para não errar, veja o significado de cada um:

Vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado de vapor. Mas, existem três formas em que essa mudança de estado pode ocorrer, pois sua velocidade pode variar, dependendo da quantidade de energia fornecida. Essas três formas são a evaporação, a ebulição e a calefação.

1. Evaporação: Esse termo é usado quando a vaporização ocorre à temperatura ambiente, em qualquer temperatura e pressão, de forma bem lenta, predominantemente na superfície do líquido, sem o aparecimento de bolhas ou agitação do líquido.

Por exemplo, a água dos rios evapora com o tempo, gradualmente, sendo que apenas a parte que está na superfície passa para o estado de vapor. Outro exemplo é quando colocamos roupas para secar, o que mostra que a evaporação pode se tornar progressivamente mais intensa em temperaturas mais altas e pressões mais baixas, pois quanto mais quente, mais rápido a roupa seca e vice-versa.

No entanto, a evaporação sempre ocorre numa temperatura inferior à ebulição.

Alguns autores consideram que a evaporação é o mesmo que vaporização, mas, a grande maioria faz essa diferenciação.

2. Ebulição: A ebulição ocorre a uma determinada temperatura, que é específica para cada substância pura e que pode variar de acordo com a pressão atmosférica local. Ela se dá quando aquecemos o sistema, é uma passagem do líquido para o vapor de forma mais rápida e é bem perceptível, pois ocorre em toda a extensão do líquido, com agitação e formação de bolhas.

A ebulição ocorre, por exemplo, quando colocamos a água no fogo, fornecendo energia térmica primeiramente para as moléculas que estão no fundo do recipiente. Esse aumento de energia térmica faz com que sua massa diminua, por isso elas sobem, enquanto que a água da superfície desce. Com o tempo, essas águas que desceram também ganham energia térmica e voltam a subir, já que as da superfície perderam energia para o meio. Esse processo é chamado de convecção.

Esse ciclo continua até que se atinja a temperatura de ebulição que, no caso da água, é de 100ºC sob pressão de 1 atm. Começa então a se formar bolhas de vapor no fundo do recipiente, porque inicialmente a pressão do vapor dentro da bolha é menor que a pressão atmosférica. Mas, à medida que vai ganhando energia, a pressão do vapor aumenta, vencendo a pressão atmosférica e subindo para a superfície, onde as bolhas arrebentam, liberando o vapor para o ambiente.

É por isso que o ponto de ebulição varia de acordo com a pressão atmosférica: quanto menor for a pressão atmosférica, mais rapidamente a pressão do vapor se igualará a ela e menor será o ponto de ebulição do líquido.

Nesse momento, toda a energia térmica (calor) que está sendo fornecida é usada para passar do estado líquido para o estado de vapor, por isso a temperatura se mantém constante em 100ºC até que a mudança de estado de toda a água ocorra.

3. Calefação: É o tipo de evaporação mais rápida, é a passagem abrupta para o estado de vapor que ocorre quando o líquido se aproxima de uma superfície muito quente.

Por exemplo, quando caem pingos de água sobre um ferro de passar bem quente, vemos as gotas como que “pulando” e passando rapidamente para o estado de vapor.