Processo de mudança de um líquido para o estado gasoso
A Evaporação consiste em um fenômeno em que átomos de substâncias em estado líquido obtêm energia suficiente para passar para o estado gasoso. O movimento provocado pela temperatura das moléculas deve ser suficiente para vencer a tensão superficial das substâncias e atingir o processo de evaporação. Apesar de também ocorrer em temperaturas ambientes, a evaporação acontece com mais rapidez em altas temperaturas e pressão de vapor.
A evaporação consiste na transformação de líquidos em gotículas de vapor. (Foto: Educa Mais Brasil)
Nesse processo natural de vaporização, apenas uma pequena quantidade de moléculas fica aglomerada na superfície movendo-se em uma determinada direção para escapar do líquido em um determinado momento. Logo, a evaporação ocorre de forma limitada.
Além disso, as moléculas com maior energia migram e permanecem apenas aqueles com energia cinética média, resultando na redução da temperatura. Esse fenômeno resultante da movimentação de moléculas é denominado resfriamento evaporativo.
Esse processo explicado acima pode ser exemplificado a partir das gotículas de suor. A evapotranspiração promove o resfriamento porque passa a absorver calor consumindo a água evaporada.
Um outro exemplo muito comum do processo de evaporação é quando as roupas molhadas são estendidas para secar. O preparo de um chá ou café também passam por esse mecanismo no momento em que o líquido ferve e ocorre o processo de ebulição. As roupas secam simplesmente pelo fato que, mesmo que a temperatura seja menor do que o ponto de ebulição, as gotículas de água passam, gradativamente, para o estado de vapor. Esse mecanismo ocorre da mesma maneira em rios, lagos e mares, contribuindo com o ciclo hidrológico das chuvas.
A evaporação é um fenômeno natural que ocorre em rios, lagos e mares. (Foto: Educa Mais Brasil)
Estabilidade de evaporação
Denominado de equilíbrio evaporativo ou estabilidade de evaporação, esse processo é caracterizado quando a evaporação se concentra dentro de um recipiente fechado. As moléculas que escapam do ambiente líquido se concentram acima do líquido na forma de vapor. Muitas delas, inclusive, têm retornado ao meio líquido. Quando esse processo de escape e retorno das moléculas se equilibram, esse vapor recebe o nome de saturado.
Essa estabilidade é posteriormente confirmada quando não há valores adicionais na pressão de vapor ou alterações na temperatura do líquido a ser evaporado.
Diz-se comumente que a água somente evapora com uma temperatura equivalente a 100°C, entretanto essa afirmação é um equívoco. As moléculas da água passam por constantes processos diferentes de vaporização e condensação em uma superfície líquida.
Caso esse conjunto de moléculas absorva energia suficiente, ele irá passar do estado líquido para formação de vapor em determinada pressão atmosférica. Sabe-se, portanto, que a uma pressão de vapor de 1 atm, a água ferve, atingindo a temperatura equivalente a 100 °C.
Velocidade de evaporação
Alguns fatores externos podem interferir no processo de evaporação dos líquidos. Abaixo estão listados cada um dos fenômenos que podem afetar a velocidade dessa vaporização.
Substância evaporante concentrada no ar: caso o ar atmosférico esteja com alta taxa de uma substância evaporante, a tendência é que essa substância evapore de forma mais lenta.
Concentração de diversas substâncias no ar: em alguns casos, o ar pode ter uma alta taxa de substâncias, saturando o meio, isso também pode dificultar a vaporização da substância.
Temperatura: diferente do disseminado pelo senso comum, se a substância estiver quente, não irá, necessariamente, evaporar de maneira mais rápida. A temperatura não interfere diretamente na capacidade de vaporização. O que facilita o líquido de evaporar é a diferença de pressão entre a superfície do líquido e o vapor ambiente.
Pressão: A vaporização ocorre de maneira mais rápida caso não ocorra interferência da pressão sobre a superfície do líquido, dificultado o escape das moléculas.
Superfície de contato: proporcionalmente, uma substância que possui maior superfície de contato, também irá evaporar mais rapidamente. Isso ocorre porque um menor número de moléculas estão dispostas na superfície.
Vazão de ar: a vazão de ar está relacionada com a concentração de substâncias citadas anteriormente. Condicionalmente, se existe ar fresco circulando pela substância ininterruptamente, é provável que sua concentração não aumente, favorecendo maior rapidez na evaporação.
Além desses fatores, as moléculas em movimento têm mais energia cinética do que aquelas que permanecem em repouso. Logo, quanto mais forte o fluxo de ar circulante, maior é o potencial para a substância evaporar.
Forças intermoleculares: Quanto maior a intensidade das forças intermoleculares dentro do líquido ou sólido, mais energia será necessária para fazer suas moléculas evaporarem.
--> O vídeo a seguir faz uma demonstração sobre os estados físicos da água e a interferência das forças entre suas moléculas no processo de vaporização.