O que está acontecendo com o recipiente que contém o líquido quente

No texto “Pressão de Vapor” foi mostrado que esse termo refere-se à pressão exercida pelo vapor sobre o líquido num recipiente fechado em determinada temperatura e que é chamada de pressão máxima de vapor quando essa pressão atinge seu ponto máximo e estabiliza-se no equilíbrio dinâmico entre as duas fases (vapor e líquido).

Mas, a pressão de vapor depende de dois fatores: a natureza do líquido e a temperatura. Veja cada um:

Quando consideramos diversos líquidos diferentes, notamos que o mais volátil será o que tiver maior pressão de vapor. Por exemplo, digamos que há três recipientes abertos, sendo que no primeiro, temos água; no segundo, temos álcool (etanol); e no terceiro, temos éter (etoxietano), todos na mesma quantidade.

Depois de deixar um tempo em repouso, notaremos que o volume deles estará diferente: o volume da água será o maior e o do éter será o menor, o que significa que o éter evaporou mais, seguido do álcool e, por último, a água.

Portanto, o éter é o composto mais volátil dos três. Se os recipientes estivessem fechados, os sistemas entrariam em equilíbrio dinâmico e o que apresentaria maior pressão de vapor seria o éter, enquanto que a água teria a menor pressão de vapor.

Isso acontece porque para que uma molécula passe para o estado de vapor, ela precisa ganhar energia suficiente para romper suas ligações intermoleculares. Portanto, quanto mais intensa for a força intermolecular, mais difícil será para passar para o estado de vapor, menos volátil será o líquido e, consequentemente, sua pressão de vapor será menor.

As interações intermoleculares realizadas entre as moléculas de água (ligações de hidrogênio) são mais fortes, seguidas da molécula de etanol e do etoxietano.

Além do tipo de interação intermolecular, a massa molar também influencia. Note abaixo que a massa molar da água é menor que a do álcool, que, por sua vez, é menor que a do éter. Assim, quanto maior a massa molar, maior será a energia que as moléculas precisarão para romper a inércia e as ligações intermoleculares e, assim, passarem para o vapor; ou seja, menos volátil será e com menor pressão de vapor.

Quanto maior a temperatura, mais energia terão as moléculas e mais fácil será para elas passarem para o estado de vapor, o que acarretará numa maior pressão de vapor.

Por exemplo, a 20ºC, a pressão de vapor da água é de 17,535 mmHg. Em 50ºC, essa pressão passa para 92,51mmHg e, em 100 ºC, atinge a pressão de 760mmHg. Note essa relação entre a temperatura e a pressão de vapor no esquema e no gráfico a seguir:

Isso acontece com todos os líquidos. Portanto, quando um mesmo líquido é submetido a diferentes temperaturas, ele apresentará pressões de vapor diferentes.

É por isso que quanto mais quente o dia está, mais rápido será para a roupa que colocamos no varal secar, ou seja, a água evaporará mais depressa, sua pressão de vapor aumentará.

Essa você não deve ter imaginado: o mesmo fenômeno que deixa um copo com água gelada suado nos faz respirar tranquilamente. O que uma coisa tem a ver com a outra? É que ambos os fatos são causados pelas moléculas de água presentes no ar no estado de vapor, conta o professor coordenador do curso de Física da Universidade Luterana do Brasil (Ulbra), Moacyr Marranghello. É o que chamamos de umidade relativa do ar.

"Graças a essas moléculas, conseguimos respirar normalmente, pois elas lubrificam nossas vias aéreas superiores", explica. Quando colocamos água gelada em um copo, se estabelece uma diferença de temperatura entre a parte interna do copo e a sua parte externa. As moléculas de água dispersas no ar, quando encontram uma superfície mais fria, acabam fornecendo calor para esta.

Isso faz com que se condensem - passem para o estado líquido - e apareçam gotículas d'água nas paredes externas do copo. "Esse fenômeno também pode ser observado quando em um dia frio de inverno ligamos o ar condicionado de um carro: o vidro também fica suado", conta Marranghello.

Fonte: Terra

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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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