Dúvida sobre o resfriamento por evaporação
8 de março, 2022 às 19:25 | Postado em Gás e vapor, Mudanças de estado da matéria, Termologia, termodinâmica
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Olá! Tudo bem?
Eu gostaria de entender em um nível fundamental (o que realmente acontece!) o calor. Não somente aquela definição clássica e os tipos de transmissão de calor (condução, convecção e irradiação), mas sim o que precisamente está acontecendo em qualquer transferência da energia citada (como a Física Quântica a descreve, quais são as ondas eletromagnéticas envolvidas, ou seja: o que é o calor em si). Uma outra dúvida nessa mesma temática é: como um líquido que sofre um dos três tipos de vaporização -a evaporação- “retira energia” de um sistema? Essa última pergunta é baseada na questão de 2012 do vestibular da UNB (deixarei aqui o link, é a questão 29), em que eu realmente não entendi alguns aspectos da situação, como “por que o éter etílico retira energia do álcool etílico, se ambos estão à mesma temperatura? O que realmente aconteceu aí?”. Peço mil desculpas pelo textão! 🙂
O link da questão (é a 29): http://www.cespe.unb.br/vestibular/1VEST2012/arquivos/VEST12012_002_04.pdf
Obrigadão pela atenção! 🙂
Calor é o processo de transferência espontânea de energia de um sistema para outro devido exclusivamente à diferença de temperatura entre os sistemas. O calor (o processo de transferência de energia) acontece do sistema na temperatura mais alta para o sistema na temperatura mais baixa. Deixo como sugestão para o esclarecimento do conceito de calor o vídeo do Prof. Douglas Gomes: O jeito ERRADO e o jeito CERTO de estudar CALOR.
Dois sistemas também podem trocar energia por intermédio de outro processo: trabalho. A postagem Termodinâmica: as diversas formas de trabalho trata desse processo.
Recomendo ainda o vídeo do Prof. Jorge Sá Martins (UFF) sobre os dois processos: Calor e Trabalho: processos de troca de energia.
A evaporação é um tipo de vaporização que acontece na superfície de um líquido levando a substância ao estado de vapor. Este processo ocorre quando as moléculas do líquido que possuem energia cinética suficiente para ultrapassarem a superfície do líquido, escapam do estado líquido para o estado gasoso.
Quando ocorre a evaporação, como as moléculas que escapam são aquelas que possuem maior energia cinética, o restante que permanece no estado líquido diminuiu em média sua energia cinética. A energia cinética média de translação das moléculas é diretamente proporcional à temperatura (absoluta) do líquido. Portanto, quando há evaporação o líquido baixa sua temperatura, o líquido resfria, pois as moléculas mais energéticas escapam.
Há diversas postagens evidenciando este resfriamento do líquido por evaporação. Indico as seguintes: Em que situação a comida esfria mais rapidamente? e Resfriamento do álcool ou da água por evaporação.
Na situação da questão 29, o éter etílico baixa sua temperatura devido à evaporação. Então, como o recipiente com éter etílico está banhado por álcool etílico, há transferência de energia do álcool etílico para o éter etílico. Ou seja, o processo de calor acontece entre os dois líquidos por não mais se encontrarem na mesma temperatura.
“Docendo discimus.” (Sêneca)