Vaporização | Ebulição | Calefação e Sublimação
Vaporização é a conversão de uma substância originalmente em estado
líquido ou sólido para o estado gasoso. Pode processar-se de várias
formas. Chama-se evaporação a vaporização que se efetua naturalmente,
quando algumas moléculas da superfície de um líquido se desprendem;
ebulição é a que se produz rapidamente, com formação de bolhas de vapor
no interior da massa líquida, mediante o emprego de um agente acelerador
como o calor; calefação é a que se produz quando gotas de um líquido
são lançadas sobre uma chapa quente; e sublimação é a conversão de um
sólido diretamente para a fase de vapor.Quando se abre um vidro de perfume, seu cheiro imediatamente pode ser sentido, em consequência da transformação de algumas moléculas do líquido em vapor. De forma análoga, as bolinhas de naftalina guardadas por muito tempo diminuem de tamanho devido à vaporização do material de que elas são feitas.
Qualquer que seja sua forma, só em presença de calor ocorre a vaporização. É o calor que produz o aumento da energia cinética das moléculas do líquido ou sólido, e, portanto, da força de repulsão entre elas, o que facilita o desprendimento das moléculas na forma de vapor. Quando isto se dá na ausência de uma fonte calorífica, o calor é roubado ao ambiente ou ao próprio líquido: são fatos bem conhecidos, por exemplo, o frio produzido na mão pela vaporização do éter ou aquele que uma pessoa sente ao sair do banho.
Evaporação
Durante a evaporação, formam-se vapores na superfície do líquido em consequência do desprendimento e afastamento de algumas moléculas. A quantidade de moléculas transferidas na unidade de tempo é denominada velocidade de evaporação v. O inglês John Dalton verificou que a velocidade de evaporação (1) cresce com a temperatura, (2) varia com a volatilidade do líquido, (3) é proporcional à diferença entre a pressão máxima F do vapor e à pressão atual f desse vapor na atmosfera, (4) cresce com a agitação do ar, (5) é proporcional à superfície S de evaporação e (6) é inversamente proporcional à pressão H do gás que constitui a atmosfera livre. As leis de evaporação exprimem-se pela fórmula:
F - f
v = B.S. _______
H
onde v, S, F, f e H foram definidos acima, e B é uma constante que depende de outros fatores, como a natureza do líquido e a agitação do ar.
Ebulição
Processo de vaporização mais rápido que a evaporação, a ebulição caracteriza-se por ocorrer a uma temperatura constante. O processo obedece a três leis: (1) numa determinada pressão, a ebulição de um líquido puro dá-se a uma temperatura constante, chamada de temperatura de ebulição; (2) a temperatura do líquido é invariável durante todo o tempo da ebulição; e (3) durante a ebulição, a tensão do vapor saturante é igual à pressão da atmosfera ambiente acima do líquido. Denomina-se ponto de ebulição normal a temperatura em que ocorre a ebulição do líquido, sob uma pressão atmosférica normal (760mm de mercúrio).
Calefação
Habitualmente, a calefação se produz quando um líquido entra em contato com um corpo cuja temperatura é muito mais elevada que o ponto de ebulição do líquido. Se, por exemplo, um pouco d'água é lançado sobre uma placa metálica aquecida ao rubro, formam-se diversas gotas mais ou menos esféricas que rolam sobre a placa sem com ela entrar em contato, e só lentamente se transformam em vapor, por irradiação. Esse fenômeno obedece a duas leis comprovadas experimentalmente: (1) o glóbulo calefeito não toca a superfície quente, admitindo-se que seja sustentado por uma densa fase de vapor do líquido a uma tensão considerável; (2) a temperatura do glóbulo é inferior à temperatura de ebulição do líquido. A calefação explica por que certas explosões em caldeiras se produzem depois de apagado o fogareiro, ou por que se pode mergulhar rapidamente a mão molhada em metal fundido sem consequências.
Sublimação - Os sólidos, assim como líquidos, apresentam pressão de vapor, que aumenta com a elevação da temperatura. Se o vapor do sólido é constantemente removido, o sólido passará diretamente à fase de vapor, sem antes tornar-se líquido. Tal mudança é denominada sublimação. Como nos outros casos de vaporização, o processo absorve calor, que é chamado calor de sublimação. Para a maioria dos sólidos, a pressão de vapor é muito pequena, razão pela qual, à temperatura ambiente, a sublimação é praticamente desprezível. Para outros, no entanto, como o dióxido de carbono congelado (gelo seco), o iodo, o naftaleno e a cânfora, essa pressão é suficientemente grande para sublimá-los.
