Transições de Fase: Vaporização e Condensação

Num líquido, quando os movimentos térmicos das moléculas superam as forças intermoleculares que os mantêm unidos, as moléculas libertam-se e entram no estado gasoso. Esta transição de líquido para gasoso é conhecida como vaporização e pode ocorrer em duas condições:não fervente ou fervente. Sob a condição de não fervente, a vaporização ocorre apenas à superfície e abaixo do ponto de ebulição do líquido.

Isto chama-se evaporação de superfície e ocorre sem a formação de bolhas de vapor no líquido a granel. Em contraste, se a vaporização ocorre no ponto de ebulição do líquido, formam-se bolhas de vapor no líquido a granel, e o processo chama-se fervura. A fervura não é um fenômeno de superfície e ocorre em todos os pontos dentro do líquido.

A vaporização é um processo endotérmico dependente da temperatura:quanto maior o calor fornecido, mais alta a taxa de vaporização. A quantidade de energia necessária para vaporizar um mole de um líquido é chamado do seu calor molar de vaporização ou a sua entalpia molar de vaporização. Como a vaporização é um processo endotérmico, o seu valor de entalpia é sempre positivo.

A forças intermoleculares influenciam a entalpia molar de vaporização. Por exemplo, devido à forte rede de ligações de hidrogênio entre as moléculas de água, um mol de água requer uma quantia substancial de energia térmica cerca de 40, 65 kilojoules para transformarem-se em vapor de água. Em comparação, as forças dipolo-dipolo mais fracas entre as moléculas de acetona podem ser superadas com apenas 31, 3 kilojoules por mol de energia térmica.

O inverso da vaporização, que é, a transição de gasoso para líquido, é chamado de condensação. Quando as moléculas de gás colidem com superfícies líquidas ou sólidas mais frias, elas perdem calor. As colisões múltiplas resultam numa perda significativa de calor, e as moléculas em última análise, condensam.

A condensação é, portanto, um processo exotérmico. Embora a entalpia de condensação seja negativa, a sua magnitude é a mesma que a entalpia de vaporização. Quando as transições opostas Vaporização e condensação, ocorrem num sistema fechado, o sistema atinge um estado de equilíbrio dinâmico chamado de equilíbrio vapor-líquido.