Quais são os fatores que influenciam na evaporação?

A evaporação é um fenômeno termodinâmico em que uma substância passa do estado líquido para o gasoso. É confundida com a vaporização, visto que em ambas ocorre a mesma transformação de estado físico, porém a maneira como isso acontece é diferente. Conheça a seguir mais sobre o processo e veja os fatores que influenciam na velocidade da evaporação e algumas aplicações.

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O que é a evaporação

A evaporação é um processo físico-químico parecido com a ebulição, onde ocorre a transformação física de uma substância líquida para o estado de vapor. Ela ocorre na superfície do líquido, quando as moléculas da substância vencem a pressão atmosférica e se desprendem do líquido, na forma de vapor.

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É um processo que ocorre gradualmente em qualquer temperatura, em uma velocidade que depende da substância e de outros fatores. Líquidos com pressão de vapor elevada, ou seja, a pressão que o vapor exerce no equilíbrio com sua fase líquida, tendem a evaporar mais rapidamente. Consequentemente, são líquidos mais voláteis, comparados com aqueles que possuem menores pressões de vapor.

A evaporação é um fenômeno endotérmico, ou seja, acontece uma absorção de energia na forma de calor pelo líquido. Essa absorção energética remove o calor do ambiente, então a evaporação promove o resfriamento. É o princípio de funcionamento da transpiração do organismo humano. O suor começa a evaporar e consome o calor do corpo, resfriando-o.

Velocidade da evaporação

Existem alguns fatores que influenciam na velocidade de evaporação de um líquido, sejam eles deixando o processo mais rápido ou mais lento. A seguir, veja quais são esses fatores.

• Pressão: a evaporação é mais rápida se a pressão sobre a superfície do líquido é menor, visto que facilita a passagem das moléculas da fase líquida para a gasosa;
• Temperatura: quanto mais quente um líquido, mais rápido é o movimento de suas moléculas (energia cinética). Como consequência, maior vai ser a taxa de evaporação;
• Área superficial do líquido: como é um fenômeno que acontece na superfície dos líquidos, quanto maior for a área superficial, mais rápido ocorre o processo evaporativo de um mesmo volume de substância;
• Forças intermoleculares: se um líquido possui moléculas com uma força intermolecular grande, a evaporação acontece de modo mais lento, pois requere mais energia para que as moléculas passem de um estado para o outro;
• Concentração de vapor: em um ambiente saturado com o vapor da solução que esta sendo evaporada, o processo em si, tende a ser mais lento porque um equilíbrio entre as duas fases é atingido.

Esses são alguns dos fatores que afetam a evaporação. Sendo assim, sempre é possível encontrar uma solução para modificar a taxa com que um líquido evapora. Por exemplo, ao assoprar uma bebida quente para esfriá-la, você remove o vapor que se concentra na superfície do recipiente e desloca o equilíbrio de fases no sentido que proporciona maior evaporação e, consequentemente, um resfriamento mais rápido da bebida.

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Evaporação X ebulição X calefação

A evaporação é muito confundida com a ebulição, porém são fenômenos diferentes. Na evaporação, a passagem da substância líquida para o estado gasoso acontece de modo gradativo em qualquer temperatura. Por outro lado, na ebulição, a transformação física acontece de modo rápido no momento que o líquido atinge uma pressão e temperatura específica, conhecido como ponto de ebulição.

Outro termo confundido é o de calefação, que também trata de uma transformação do estado líquido para o gasoso, porém essa acontece de forma abrupta e praticamente instantânea, quando um líquido entra em contato com uma superfície que está a uma temperatura muito maior que seu ponto de ebulição.

Aplicações da evaporação na química

O processo evaporativo é bastante empregado em diferentes áreas da química, seja para facilitar ou proporcionar outros processos. Veja algumas dessas aplicações:

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• Separação de misturas salinas: uma solução salina consiste numa mistura homogênea de um sal dissolvido num solvente. É possível isolar o sal dessa mistura pela evaporação, visto que o solvente evapora, deixando para trás o sal. É empregado na produção de sal de cozinha, nas salinas;
• Concentração de amostras: em algumas análises químicas, é importante que uma amostra esteja concentrada. A concentração é a relação de quantidade de substância por volume de amostra. Se o solvente evapora e o volume de solução diminui, a concentração aumenta;
• Deposição de filmes sobre superfícies: a deposição evaporativa é usada em indústrias para cobrir superfícies com um filme fino de determinada substância. Essa é dissolvida num líquido e borrifada sobre a superfície. Quando ele evapora, ocorre a formação de uma camada fina e homogênea da substância utilizada.

Essas são algumas das aplicações do processo evaporativo, mas existem outras que buscam melhorias e inovações em diversos ramos da indústria química. Apesar disso, esse fenômeno também é muito presente no cotidiano em situações que, muitas vezes passam despercebidas.

Exemplos de evaporação

A evaporação está presente em algumas atividades do cotidiano e é fundamental para a manutenção do ecossistema. Confira abaixo exemplos de situações em que o processo evaporativo participa:

Ciclo da água

Na natureza, os corpos d’água como rios e oceanos são aquecidos por influência dos raios solares. Dessa forma, a evaporação é uma das etapas do ciclo da água. Nela, a água passa para o estado de vapor, se acumulando no ambiente até atingir regiões mais altas e frias da atmosfera, onde acabam condensando e formando nuvens de chuva. Após isso, ocorre a precipitação e a água retorna à superfície no estado líquido para poder iniciar um novo ciclo da água.

Secagem de roupas no varal

Ao lavar roupas, é comum deixá-las secando no varal. Quando exposta ao ambiente, a água acumulada nos tecidos evapora e a roupa seca. É possível perceber a influência dos fatores que implicam na velocidade de evaporação, visto que em um dia úmido a roupa demora mais para secar, porque a concentração de vapor d’água no ambiente (umidade) é alta.

Resfriamento de água em filtros de barro

Filtros de barro são conhecidos por deixarem a água sempre fresca, mesmo nos dias mais quentes. Isso acontece por conta do resfriamento evaporativo. O filtro é poroso, fazendo com que certa quantidade de água permeie por sua superfície. Como a evaporação é um processo endotérmico, conforme ela acontece o calor é removido das proximidades e a água do interior do filtro se mantém gelada.

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Como visto, esse fenômeno acontece em diferentes aspectos do dia-a-dia. É um processo essencial para a manutenção do ecossistema, como é o caso do ciclo da água. Além disso, é interessante saber que para um líquido passar para o estado gasoso ele não precisa atingir sua temperatura de ebulição.

Vídeos sobre o processo evaporativo

Agora que o conteúdo já foi apresentado, veja alguns vídeos selecionados para ajudar a assimilar o tema do estudo:

A água evapora antes de chegar ao seu ponto de ebulição

Quando as roupas são colocadas no varal para secar, a água que está presa nos tecidos passa para o estado de vapor em temperatura ambiente, sem precisar atingir seu ponto de ebulição de 100 °C. Isso acontece por uma série de fatores que favorecem o acontecimento do fenômeno da evaporação. Entenda quais são e como é possível que a água seja eliminada à temperatura ambiente.

Diferença entre os tipos de vaporização

Um processo de vaporização ocorre quando uma substância passa do estado líquido para o gasoso (vapor). Ela pode acontecer de três modos, que variam conforme a quantidade de energia fornecida e intensidade com que o processo ocorre, são eles: calefação, vaporização e evaporação. Confira a diferença entre cada um deles e veja exemplos práticos de quando elas ocorrem.

Exercício sobre os fatores que afetam o processo evaporativo

Alguns fatores têm influência na evaporação. Um deles é a área superficial do líquido que está evaporando. Esse é um tema bastante cobrado em exames do Brasil todo. Acompanhe no vídeo um exercício sobre a evaporação de água em dois recipientes diferentes e aprenda a interpretar questões que envolvem processos de mudança de fase.

Em síntese, a evaporação é um fenômeno físico-químico que acontece na superfície de líquidos, fazendo com que passem para o estado gasoso de modo gradativo e lento em temperaturas menores que seus pontos de ebulição. Não pare de estudar por aqui, continue estudando sobre outro fenômeno de transformação física, a liquefação.

Referências

Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente – Peter Atkins e Loretta Jones (2005)
Química: a ciência central – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge (1999)
Fundamentos de física – volume 2 – David Halliday, Robert Resnick e Jearl Walker (1970)

Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos

Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.

1. [UFSM-RS]

Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) em cada afirmativa.

( ) A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100°C.
( ) A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à absorção de energia da pele pelo líquido.
( ) A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa.

A sequência correta é

a) V — V — F.
b) F— F — V.
c) F — F — F.
d) V — F — F.
e) V — V — V.

Analisando as afirmações:
“A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100°C.” — VERDADE. A água evapora em temperaturas menores por conta de sua pressão de vapor. É o que acontece na secagem de roupas no varal, quando expostas a uma temperatura ambiente.

“A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à absorção de energia da pele pelo líquido.” — VERDADE. Quando o suor da transpiração evapora, ele absorve energia do ambiente na forma de calor, pois é um processo endotérmico. Sendo assim o corpo capta uma sensação de frio.

“A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa.” — FALSA. A pressão é um dos fatores que têm influência na taxa de evaporação de líquidos. Pressões mais elevadas fazem com que o líquido evapore mais lentamente.

Sendo assim, a alternativa que corresponde à sequência correta é a letra a) V — V — F.

2. [ENEM - adaptada]

O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera.

Disponível em: //keroagua.blogspot.com. Acesso em: 30 mar. 2009 (adaptado).

A transformação mencionada no texto é a:

a) fusão
b) liquefação
c) evaporação
d) solidificação
e) condensação

Essa etapa do ciclo da água consiste na passagem de água no estado líquido para o gasoso de modo gradativo, ou seja, lentamente. Dessa forma, a alternativa correspondente é a letra c) evaporação.