Evaporação

Sempre me perguntei porque a evaporação acontece. Porque a roupa no varal seca, se a temperatura dela nunca chega aos 100ºC? (ponto de ebulição da água). Porque a poça da chuva simplesmente desaparece após certo tempo, com a temperatura ambiente menor que 30ºC?

Roupas no varal

Roupas no varal

Primeiramente, é importante explicar as diferenças entre ebulição e evaporação. Ambas são uma transformação de fase, de líquido para vapor. A ebulição acontece quando a temperatura da água atinge 100ºC. A partir dessa temperatura a água não se mantém mais no estado líquido. A evaporação, por outro lado, pode ocorrer a temperaturas abaixo de 100ºC.

Diagrama de Fases da Água

Diagrama de Fases da Água

O diagrama de fases da água mostra qual o estado da água a determinada pressão e temperatura. Em nosso caso, estamos a pressão de 1 atm, ou 760mmHg (mmHg é também a medida que utilizamos medicamente para medir a pressão arterial). Para saber em qual a estado a água estará em determinada temperatura, basta traçar uma reta horizontal à pressão de 760mmHg, uma reta vertical à temperatura ambiente (20~30ºC), e ver em qual parte do diagrama as duas retas se encontram.

Diagrama de Fases Água Marcado

Diagrama de Fases Água Marcado

Percebe-se facilmente que a temperatura ambiente e pressão ambiente a água deveria ser líquida. Porque afinal a água evapora?

A água líquida é formada por moléculas. As moléculas não ficam paradas, elas se movimenta o tempo inteiro. As moléculas próximas á superfície eventualmente escapam e vão para o ar. Além disso, a concentração de água no ar (~1%) é menor que a concentração de água na água (100%). A chance de a água do ar se mover e cair na poça é a mesma de a molécula de água da poça ir pro ar. Como na água a concentração de água é maior que no ar, mais moléculas estão saindo da água pro ar do que indo do ar para a água. A diferença de concentração é o maior responsável pela evaporação, mas há ainda outro fator que aumenta o fenômeno. É fácil perceber, analogamente, que se a água vai pro ar porque a concentração de água no ar é menor, o ar vai para a água pois a concentração de ar na água é quase zero. A superfície da água é impermeável ao ar, logo o ar que se move em direção á água é barrado na superfície e volta a subir para a atmosfera. Nesse processo, o ar leva algumas moléculas de água que estavam acabando de evaporar, elevando assim a quantidade de água evaporada. Esse fenômeno é chamado de Stephan-flow (não faço a mínima ideia do nome em português).

Poça

Poça

Em resumo, as moléculas estão se movendo e eventualmente escapam para o ar. Vale lembrar que seria impossível acontecer evaporação se a concentração de água na atmosfera fosse maior que a concentração de água na poça. A diferença de concentração é a ‘força motriz’ para o fenômeno ocorrer.

Observação : a transformação de água líquida em vapor exige determinada quantidade de energia, conhecida por calor latente ou entalpia de vaporização. Quando estamos molhados, a água em nossa pele está evaporando e retirando energia do nosso corpo para evaporar. Por isso sentimos mais frio quando estamos molhados.

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