O que é ebulição é vaporização?

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Vaporização é o processo de passagem de uma substância do estado líquido para o estado gasoso. Nesse processo, as moléculas do líquido são afastadas de seus aglomerados, e isso requer energia. A quantidade de energia por unidade de massa para que a mudança de fase ocorra é chamado de calor de transformação.[1]

As distâncias intermoleculares são muito maiores quando comparadas ao estado sólido e líquido. Diferentemente de outras fases da matéria, o vapor não possui um volume constante, ele toma a forma do recipiente na qual está contido, e variações de temperatura provocam grandes variações de seu volume e pressão.[2] Isso significa que o vapor pode ser condensado para um líquido ou para um sólido pelo aumento de sua pressão, sem ser necessário reduzir a temperatura.

Tipos de vaporização[editar | editar código-fonte]

Existem três tipos de vaporização: evaporação, ebulição e calefação.

Evaporação[editar | editar código-fonte]

Esse fenômeno acontece à temperatura ambiente, em qualquer temperatura e pressão, de forma lenta, porém sendo influenciado por alguns aspectos como a temperatura, área de exposição e intensidade das forças intermoleculares do líquido. Para que ocorra, a energia cinética de uma molécula de líquido deve ser suficiente para vencer a tensão superficial e evaporar. As moléculas de maior energia escapam, e a temperatura do líquido diminui. Este fenômeno também é chamado de ‘’resfriamento evaporativo’’. Temos como exemplo a transpiração. [nota 1]

Ebulição[editar | editar código-fonte]

Na ebulição, o líquido está passando para o estado gasoso na sua temperatura de ebulição, que é a temperatura máxima que o líquido pode resistir a uma determinada pressão. Todas as moléculas do líquido estão recebendo calor. Quando a temperatura é elevada ao ponto no qual a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, a vaporização acontece ‘’’em todo’’’ o líquido, não apenas na superfície. Assim, borbulhas de vapor se formam no líquido e sobem à superfície.[3] O ponto de ebulição da água no nível do mar, por exemplo, é de 100,0 °C.

Recipiente com água em ebulição. É caracterizada pela formação de bolhas.

Calefação[editar | editar código-fonte]

Na calefação, o líquido passa instantaneamente para o estado gasoso. Isso ocorre quando uma pequena quantidade de líquido entra em contato com uma superfície dotada de uma grande temperatura (muito maior que a temperatura de ebulição do líquido). Temos como exemplo uma gota de água em uma chapa quente.

Notas

1. ↑ Trecho adaptado do artigo principal

Referências

1. ↑ David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker. Fundamentos de Física, vol. 2: Mecânica, 8ª edição (2008)
2. ↑ Willie A. Bueno, Julien F. C. Boodts, Leo Degrève e Francisco de A. Leone. ‘’Química Geral’', São Paulo (1978)
3. ↑ Peter Atkins, Loretta Jones. Princípios de Química – Questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre (2001)

Ebulição é a mudança do estado líquido para o estado gasoso. Ela acontece quando uma porção de líquido, submetida a uma dada pressão, recebe calor e atinge uma determinada temperatura.

A quantidade de calor que o corpo deve receber para se transformar totalmente em vapor, depende da substância que o constitui.

Uma substância no estado líquido não possui forma definida, assumindo a forma do recipiente que a contém.

Sendo praticamente incompreensível, apresenta força de coesão entre as partículas que a constitui.

Para passar para o estado gasoso, a substância deverá receber calor. Esse aumento de energia fará com que as moléculas vibrem com maior intensidade, aumentando a distância entre elas.

Desta forma, a força de coesão se torna praticamente inexistente. O corpo nesse estado não apresenta forma, nem volume definidos.

Os gêiseres são exemplos de ebulição que ocorre com a água subterrânea localizada em regiões vulcânicas. O magma aquece a água e ao atingir determinada temperatura começa a mudar de estado.

O vapor ocupa um maior volume, fazendo aumentar a pressão na cavidade subterrânea. Com isso, uma mistura de vapor e líquido é expelida para a superfície por pequenas fendas.

Características da Ebulição

Um líquido sofre ebulição seguindo o seguinte padrão:

• Mantendo-se a pressão constante, a temperatura durante todo o processo de ebulição permanecerá constante.
• A quantidade de calor por unidade de massa necessária para que um líquido se transforme totalmente em vapor é chamada de calor latente de vaporização. Seu valor depende da substância que compõe o líquido.
• A temperatura em que cada substância sofre ebulição é bem determinada, e é chamada de ponto de ebulição.

Dica: Quando estamos cozinhando algum alimento, é interessante colocar o fogo baixo quando a água começar a ferver. Como a temperatura permanece constante durante todo o processo de ebulição, o tempo de cozimento será o mesmo com o fogo alto ou com o fogo baixo. Desta maneira, economizamos gás e o meio ambiente agradece.

Quantidade de Calor Latente

A quantidade de calor que um líquido deverá receber para se transformar em vapor depende do valor do calor latente de vaporização e da sua massa.

Abaixo apresentamos o valor do calor latente de vaporização de algumas substâncias:

Fórmula

Para calcular a quantidade de calor necessária para que um líquido mude de estado, usamos a seguinte fórmula:

Onde,

Qv: quantidade de calor (cal)
m: massa (g)
Lv: calor latente de vaporização (cal/g)

Exemplo:

Qual a quantidade de calor necessária para que 100 g de Etanol sofra ebulição e se transforme totalmente em vapor?

Qv = 100 . 204 = 204 000 cal

Temperatura de Ebulição

A temperatura em que um corpo sofre ebulição depende da substância que o compõe e da pressão que está submetido.

O ponto de ebulição das substâncias é determinado em laboratório. Por exemplo, o ponto de ebulição da água, submetida a 1 atmosfera, é 100 ºC. Já o do ferro é 2800 ºC, enquanto o do hidrogênio é de - 252,8 ºC.

Para conhecer a temperatura de mudança de fase de outras substâncias, leia também ponto de ebulição.

Quanto menor for a pressão que um corpo está submetido, menor será seu ponto de ebulição. Isto faz com que em cidades com grandes altitudes, demore muito mais para cozinhar um alimento.

Para cozinhar os alimentos com maior rapidez, usamos as panelas de pressão. Este tipo de panela usa um sistema de vedação que faz com que a pressão no seu interior fique maior que a pressão atmosférica.

A pressão maior faz com que o ponto de ebulição também seja maior. No caso da água, ela entrará em ebulição com uma temperatura que pode alcançar 120 ºC, diminuindo o tempo de cozimento.

Mudanças de fase

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

A evaporação ocorre de maneira gradual, não necessitando ser atingida uma temperatura específica para ocorrer. Já a calefação ocorre quando colocamos o líquido em uma superfície que está na temperatura acima do seu ponto de ebulição.

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:

Para saber mais leia também Estados Físicos da Água.

Exercícios

Enem - 1999

O texto deve ser usado para as duas questões a seguir.

A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa.

O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo.

1) A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve

a) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa.
b) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.
c) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela.
d) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula.
e) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns.

Ver Resposta

Alternativa b: à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local.

2) Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento

a) será maior porque a panela “esfria”.
b) será menor, pois diminui a perda de água.
c) será maior, pois a pressão diminui.
d) será maior, pois a evaporação diminui.
e) não será alterado, pois a temperatura não varia.

Ver Resposta

Alternativa e: não será alterado, pois a temperatura não varia.

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.

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