Os estados físicos da matéria são divididos em três partes: sólido, líquido e gasoso. Para determinar a mudança dos estados físicos, existem especificações para cada fase, como ocorre com o Ponto de Ebulição.
De forma geral, é definido como Ponto de Ebulição, ou PE, o ponto em que ocorre a mudança do estado líquido para o estado de vapor. Um exemplo prático é momento em que a água atinge temperatura de 100º (sob pressão de 1 atmosfera) e, com isso, começa a evaporar.
Além da mudança do líquido para vapor, existem outras transformações que ocorrem na matéria e que dependem de fatores como a pressão e a temperatura. Dentre elas podemos citar a fusão, solidificação, sublimação e condensação (liquefação).
Ponto de Ebulição
Antes de definir o que exatamente é o ponto de ebulição, é preciso entender o conceito de ebulição. Em síntese, a ebulição ocorre quando a água, ou qualquer outra matéria, passa de forma rápida do estado líquido para o estado gasoso.
Neste caso, é possível ver a presença de vapores, também chamados de bolhas, no interior da água. Já o ponto de ebulição é definido como o momento exato em que o líquido atinge a temperatura de 100º ( sobre 1 atm = 760 mm) e, a partir disso, começa o processo de ebulição, ou seja, fervura.
Além disso, os elementos químicos apresentam pontos de ebulição diferentes. Vale lembrar que a temperatura (T) é expressa em ºC. Veja:
- Ferro – 2800;
- Cobre – 2582;
- Ouro – 2660;
- Água – 100;
- Chumbo – 1750;
- Enxofre – 445.
Estados físicos da matéria
Além do ponto de ebulição, a matéria possui três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Cada transformação que ocorre entre os três estados recebe uma denominação específica. Além disso, a transformação dos estados físicos dependem de fatores como a temperatura e a pressão.
Sendo assim, as transformações que ocorrem entre sólido, líquido e gasoso são:
- Solidificação – mudança do estado líquido para o estado sólido;
- Fusão – mudança do estado sólido para o líquido;
- Vaporização – quando o estado líquido se transforma em gasoso;
- Sublimação – mudança do estado gasoso para o estado sólido;
- Condensação (liquefação) – quando o estado gasoso se transforma em líquido.
Dentre das divisões apresentadas, a vaporização ainda é dividida em três estágios: calefação, ebulição e evaporação. Neste caso, é chamada de calefação a mudança rápida que ocorre do estado líquido para o vapor. Um exemplo é quando gotículas de água são jogadas sobre uma panela quente.
Já a ebulição ocorre quando a água começa a ferver, por exemplo. Ou seja, também chamado de fervura, esse estágio representa a energia liberada para que as gotículas de água se movam e o líquido comece a evaporar.
Por fim, a evaporação é a mudança do estado líquido para o vapor que ocorre de forma gradual. Um exemplo de evaporação é perceber que as roupas do varal já secaram. Neste caso, a água foi evaporando até que a roupa secasse completamente.
Ponto de ebulição da água
Os estágios da evaporação são facilmente percebidos até chegar no ponto de ebulição. Ao colocar água em uma panela e, em seguida, levá-la ao fogo, até que a água evapore por completo são necessárias algumas etapas.
Primeiro, as bolhas no interior no líquido começam a se formar. A movimentação das gotículas de água é possível por conta do aquecimento proporcionado pelo fogo, ou seja, funciona como uma energia.
A medida em que a pressão dentro das bolhas de vapor começa a aumentar, as gotículas se agitam mais e, com isso, começam a subir para a superfície do recipiente. Neste momento, ocorre o que chamamos de ebulição, quando o líquido começa a ferver.
Nesse sentido, a água só começa a ferver quando atinge a temperatura de 100º C, ou seja, representa o ponto de ebulição da água. Sendo assim, a água permanece com a temperatura máxima de 100º até que todo o líquido se evapore.
Calor latente e ponto de ebulição
O calor latente representa o calor que determinada substância recebe ao passar pelo processo de transformação do estado físico. No caso da mudança do estado líquido para o estado de vapor, ou seja, ponto de ebulição, esse calor é denominado calor latente de vaporização (Lv), representado pela fórmula:
Q = Lv. M
Ou seja, Q representa a quantidade de calor (cal ou J), m é a massa (expressada por grama ou quilograma) e Lv é o calor latente de vaporização (cal/g ou J/Kg).
Temperatura e pressão
As mudanças dos estados físicos, como no ponto de ebulição, dependem de fatores como a pressão atmosférica, temperatura, massa da substância. Fatores como estes determinam o valor exato de quando a matéria entra em ebulição ou fusão, por exemplo.
Parece estranho, mas o ponto de ebulição da água assume valores diferentes em São Paulo, Salvador e no Monte Everest. Isso porque, a altitude presente em cada um desses lugares não é a mesma. Sendo assim, o ponto de ebulição depende, por exemplo, da relação com o nível do mar.
Em São Paulo, a altitude é de 750 m em relação ao nível no mar. Isso significa que a pressão atmosférica de SP equivale a 700 mmHg. Então, o ponto de ebulição em São Paulo ocorre quando o líquido atinge 97ºC.
Já em Salvador, estado litorâneo, a pressão atmosférica é 760 mmHg, já que a região apresente altitude 0 em relação ao nível do mar. Nesse sentido, o ponto de ebulição do líquido corre quando a temperatura chega a 100º.
Por outro lado, no Monte Everest a altitude em relação ao nível do mar é de 8.848 m, já que o Monte é considerado o pico mais alto da Terra. Neste caso, o ponto de ebulição do líquido ocorre quando a temperatura atinge 72º, aproximadamente.
Portanto, podemos concluir que quanto maior a pressão atmosférica, maior é o ponto de ebulição. Por fim, o mesmo acontece ao contrário, quando a altitude é maior, menor será a pressão atmosférica do local.
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Fontes: Educa mais Brasil, Toda Matéria, Brasil Escola e Educação UOL
Imagens: Quero Bolsa, A Gazeta, Blog H2O, Estudo Kids, e Vix
