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2.21: Vaporização
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2.21: Vaporization

2.21: Vaporização

Vaporization changes a liquid substance into a gaseous or vaporous substance. To achieve this, kinetic energy must be greater than the intermolecular forces that keep molecules bonded. The amount of energy needed to vaporize a quantity of liquid at a given pressure and a constant temperature is called the heat of vaporization. When liquid water is vaporized, it turns into steam.

Methods

Adding heat to a liquid until it reaches its boiling point is one method of vaporization. Boiling is a type of vaporization that occurs when vapor bubbles form beneath the surface of the liquid. The boiling point varies based on atmospheric pressure. With more atmospheric pressure, more energy is needed to reach the boiling point. At sea level, water boils at 100 oC (212 oF)—this sea level temperature is called the normal or atmospheric boiling point. At higher elevations, water requires less energy to boil. On Mount Everest, water boils at about 71 oC (160 oF). In space, which lacks an atmosphere but is also extremely cold, water will first boil and then freeze—a consequence of the high heat capacity of water.

Evaporation, another type of vaporization, occurs below the boiling point. In this process, water molecules with enough kinetic energy to surpass intermolecular forces escape the surface of the water as vapor. The remaining water molecules have lower kinetic energy. If this happens on a large scale, the overall kinetic energy of the liquid mass decreases, cooling the liquid. Sweating takes advantage of the phenomenon of evaporation to decrease body temperature. When perspiration evaporates off the body, the remaining sweat is cooler and helps to absorb heat from the body.

The evaporative properties of water are also used by plants to help move water up through the plant. As water molecules are released from pores on the leaves and evaporate, they attract water molecules below them upward through molecular adhesion. On an environmental scale, water evaporation is the engine that drives the water cycle and much of the Earth’s weather and climate. About 71% of the Earth’s surface is water, so it is important to understand the mechanisms and power of water evaporation.

A vaporização transforma uma substância líquida em uma substância gasosa ou vaporosa. Para isso, a energia cinética deve ser maior do que as forças intermoleculares que mantêm as moléculas ligadas. A quantidade de energia necessária para vaporizar uma quantidade de líquido a uma determinada pressão e temperatura constante é chamada de calor da vaporização. Quando a água líquida é vaporizada, ela transforma-se em vapor.

Métodos

Adicionar calor a um líquido até chegar ao seu ponto de ebulição é um método de vaporização. A ebulição é um tipo de vaporização que ocorre quando bolhas de vapor se formam sob a superfície do líquido. O ponto de ebulição varia de acordo com a pressão atmosférica. Com uma maior pressão atmosférica, mais energia é necessária para chegar ao ponto de ebulição. Ao nível do mar, a água ferve a 100 oC (212 oF)—esta temperatura do nível do mar é chamada de ponto de ebulição normal ou atmosférico. Em elevações mais altas, a água requer menos energia para ferver. No Monte Evereste, a água ferve a cerca de 71 oC (160 oF). No espaço, que não tem atmosfera, mas também é extremamente frio, a água primeiro ferve e depois congela—uma consequência do alto calor energético da água.

A evaporação, outro tipo de vaporização, ocorre abaixo do ponto de ebulição. Nesse processo, moléculas de água com energia cinética suficiente para superar forças intermoleculares escapam da superfície da água como vapor. As moléculas de água restantes têm menor energia cinética. Se isso acontecer em grande escala, a energia cinética global da massa líquida diminui, arrefecendo o líquido. Transpirar aproveita o fenómeno da evaporação para diminuir a temperatura corporal. Quando o suor evapora do corpo, o que resta é mais frio e ajuda a absorver o calor do corpo.

As propriedades de evaporação da água também são usadas pelas plantas para ajudar a mover a água através da planta. À medida que moléculas de água são libertadas dos poros nas folhas e evaporam, elas atraem moléculas de água abaixo delas para cima através da adesão molecular. Em escala ambiental, a evaporação da água é o motor que impulsiona o ciclo da água e grande parte do tempo e clima da Terra. Cerca de 71% da superfície da Terra é água, por isso é importante entender os mecanismos e o poder da evaporação da água.

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