Explique o aparecimento da água líquida na parte externa de um copo que contém água gelada

Sabemos que os estados ou fases básicas da matéria são três (sólido, líquido e gasoso) e que, de acordo com a situação, ao se retirar ou ceder calor a uma substância, ela sofrerá uma mudança de estado físico. De nossa vivência diária podemos retirar diversos exemplos em que ocorrem mudanças de estado. Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se? Para onde vai a água da roupa molhada colocada no varal? E o que acontece quando colocamos um copo com água gelada sobre uma mesa e, após algum tempo, aparecem gotículas de água na superfície do copo? Será que o copo está furado?

Para responder a esses questionamentos, devemos conhecer dois dos processos envolvidos nas mudanças de fase da matéria: vaporização e condensação.

Vaporização

É o processo em que partículas de uma substância em fase líquida recebem calor (energia) suficiente para a transição do estado líquido para o estado gasoso. Dependendo de como ocorre esse processo, a vaporização pode ser caracterizada de três formas distintas: evaporação, ebulição ou calefação. Na evaporação, a transição de estado ocorre em qualquer temperatura. Ebulição é a vaporização típica, ou seja, quando atinge o ponto de ebulição. Já a calefação ocorre para uma temperatura acima do ponto de ebulição e, por isso, é chamada de evaporação forçada.

Condensação

Também chamada de liquefação, é o processo inverso à vaporização, logo, corresponde à transição do estado gasoso para o estado líquido. Isso ocorre quando é retirada uma quantidade de calor suficiente para que a substância que está na forma de vapor condense-se.

A partir das características das mudanças de fase da matéria, podemos responder aos questionamentos iniciais.

Como explicar por que uma roupa molhada colocada no varal seca-se?

Quando uma roupa molhada é colocada no varal, ao receber o calor em forma de radiação solar, as moléculas de água que estavam na superfície da roupa ficam mais energizadas e mudam de estado, passando do líquido para o vapor. Como vimos acima, essa mudança de fase do líquido para o gasoso é denominada de vaporização.

De onde vem a água na parte de fora de um copo com líquido gelado?

Já com o exemplo do copo com água, ao colocar um copo com água gelada sobre uma mesa, as gotículas de água que estão no ar em forma de vapor perdem calor ao se chocarem com a superfície do copo, que está com uma temperatura mais baixa, e passam para o estado líquido. Essa transição do gasoso para o líquido recebe o nome de condensação.

Por Nathan Augusto

Graduado em Física

Você certamente já reparou que um copo com água gelada fica cheio de minúsculas gotículas após algum tempo. Mas já parou para pensar porque isso acontece? Em suma, a resposta para essa pergunta está relacionada com os estados da matéria. Sob condições específicas, esses estados podem sofrer um processo físico que chamamos de transição de fase. Neste caso da água, ocorre o processo de condensação.

Desse modo, uma transição do estado gasoso para um estado líquido é denominado condensação. Além disso, esse processo ocorre antes que o gás atinja seu ponto de congelamento. Continue lendo para saber mais.

Por que um copo com água gelada transpira depois de algum tempo?

No caso do copo de água gelada, quando o vapor d’ água no ar entra em contato com algo frio, como a parte externa do copo gelado , suas moléculas desaceleram e ficam mais próximas. Quando isso acontece, o vapor d’água gasoso volta a se transformar em gotículas de água líquida, ocorrendo assim, a condensação.

O oposto da condensação é conhecido como evaporação. Em outras palavras, quando um material ou substância muda da forma líquida para a forma gasosa, é quando ocorre a evaporação.

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Portanto, a rigor, a evaporação é o reverso da condensação. Além disso, a principal diferença entre evaporação e condensação é que a evaporação é um processo de resfriamento. Enquanto, por outro lado, a condensação é um processo de aquecimento.

Como a física explica este fenômeno?

De acordo com a teoria molecular, quando esfriamos um determinado gás, sua pressão aumenta drasticamente. Por causa disso, a força de atração entre a partícula ou moléculas torna-se muito forte. Consequentemente, como resultado, o elemento passa de seu estado gasoso para o estado líquido.

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Em outras palavras, durante o processo de condensação, a fim de mudar sua fase da forma gasosa para a forma líquida, um gás (como por exemplo o vapor) tem que liberar uma quantidade suficiente de calor ou energia para seu ambiente, aumentando assim a temperatura do ambiente. Então, quando o líquido (por exemplo a água) se condensa, ele libera calor ou energia, portanto, aquece o ambiente, caracterizando um processo exotérmico.

Outros exemplos de condensação

A condensação é um processo visível diariamente. Dessa forma, os exemplos mais comuns de condensação são:

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• Orvalho da manhã: quando a umidade do ar se condensa na grama, esfria durante a noite.
• Gotículas na lata de refrigerante gelado: ocorre o mesmo princípio do copo com água gelada. Portanto, a superfície fria da lata faz com que a umidade do ar externo quente se condense na parte externa da lata.
• Para-brisa embaçado: o ar do interior do carro contém uma certa quantidade de umidade e mais umidade é adicionada pela respiração e pelo corpo dos passageiros. Assim, a umidade de dentro do carro em contato com o para-brisa frio o suficiente, se condensa e forma gotículas que embaçam os vidros do veículo.
• Espelho embaçado: a mesma coisa acontece com o espelho do banheiro quando a umidade do chuveiro se condensa na superfície do espelho frio.

Agora que você sabe por que um copo de água gelada transpira, leia também: O que significam as manchas visíveis na superfície da Lua?

Fontes: Quora, Toluna, Sites Google, Brasil Escola

Fotos: Vecteezy

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