Primeiramente, vamos ver como se comportam as substâncias puras quando mudam de fase, passando de líquido para vapor, ou seja como vaporizam. Depois o mesmo será feito para misturas...

Vaporização de um componente puro

Imagine um recipiente cheio de água pura (contendo 1 kg de água) que é colocado em um forno bem aquecido (mais do que 300 ^oC e vamos supor que ele consuma uma potência de 5kW). A pressão dentro do forno é a atmosférica (Pressão = 1 atm). A água será aquecida e, depois de certo tempo, ela irá ferver. Enquanto ela ainda estava fria, colocamos um termômetro na água de tal modo que fosse possível observarmos a variação da temperatura (T) durante o processo de aquecimento. Com os dados de

T = f(Tempo)

 constrói-se o gráfico da Figura 1.

Figura 1: Variação da temperatura com o tempo no aquecimento de água pura (Pressão = 1 atm).

• Ponto A: O recipiente com água acabou de ser colocada no forno. O líquido está na temperatura ambiente (mais ou menos 20 ^oC), mas, com a adição de calor, ela não ficará nessa temperatura por muito tempo. Como a temperatura está abaixo da temperatura de ebulição na pressão atmosférica (que é 100 ^oC), diz-se que a água está sub-resfriada ou comprimida.
• Ponto B: A água é aquecida lentamente. Enquanto o calor é transferido para a água (capacidade calorífica, Cp = 4.2 kJ/kg ^oC), nota-se um aumento de temperatura, lido no termômetro.
• Ponto C: A primeira bolha de vapor d'água aparece no fundo do recipiente e sobe para a superfície do líquido. A bolha ascende pois sua densidade é menor do que a do líquido e a gravidade assegura que fluidos mais densos deslocam os menos densos.
• Ponto D: A água líquida entra em franca ebulição, convertendo-se em vapor. Mas o termômetro não acusa variação de temperatura (ela ficou fixa em 100 ^oC). O aquecimento não foi interrompido e a temperatura do forno ainda é maior do que a da água, desse modo, sabe-se que o calor ainda está sendo transferido para a água. parece, então que, quando um composto passa da fase líquida para a vapor, certa quantidade adicional de calor é absorvida. esse calor não causa um aumento de temperatura e sim a mudança de fase (no caso, de água líquida para vapor d'água). Esse fato foi observado por Joseph Black, em 1765, o qual chamou esse comportamento de "calor escondido". Hoje ele é chamado de Calor Latente de Vaporização ou Entalpia de Vaporização, mas a idéia é a mesma. Algum calor é necessário para tornar a água em vapor (2257 kJ/kg). Observando-se o processo global de vaporização, na realidade essa é uma grande quantidade, comparada com a quantidade consumida nas outras etapas do processo (o aquecimento da água até a formação da primeira bolha e o posterior aquecimento do vapor que preencherá o ambiente do forno). De modo semelhante, o vapor entrega a mesma quantidade de calor quando é condensado.
• Ponto E: A última gota de líquido vaporiza e, no recipiente e no ambiente do forno restará somente vapor d'água e ar. A temperatura, marcada pelo termômetro irá subir novamente e o vapor passará ao estado de "super-aquecido". A temperatura irá subir mais rapidamente do que quando estávamos aquecendo a água pois o vapor tem capacidade calorífica menor do que a da água líquida.
• Ponto F: A temperatura do vapor e dos outros componentes da nossa pesquisa (recipiente que continha a água, paredes do forno, etc...) irá aumentar até que todos os elementos envolvidos estejam na mesma temperatura do forno. Nenhum calor será transferido e o termômetro marcará uma temperatura constante.

Sumário dos acontecimentos:

• Componentes puros têm a capacidade de absorver calor, e, nesse processo, aquecer-se;
• Componentes puros entram em ebulição quando atingem uma temperatura chamada de temperatura ou ponto de ebulição. Lembrar que a temperatura de ebulição, quando a pressão é atmosférica, é chamada de temperatura ou ponto de ebulição normal;
• Quando é atingida a temperatura de ebulição, ela permanece constante, mesmo quando o calor é ainda adicionado ao líquido. Essa temperatura fica constante até que todo o líquido seja vaporizado;
• Durante a ebulição, o calor é transferido para a água, mas a sua temperatura não se alteraWhile e nem a do vapor formado. Esse "calor escondido" é chamado de Calor Latente de Vaporização ou Entalpia de Vaporização;
• Quando todo o líquido vaporizou, a temperatura do vapor irá aumentar até que o vapor e todos os elementos envolvidos na experiência estejam na mesma temperatura

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Extensão da Pesquisa:

Imagine, agora, que fossem feitas várias experiências, variando a pressão dentro do forno. Umas maiores do que a pressão atmosférica, outras menores. Em cada caso seria coletada a temperatura de ebulição. Notar-se-ia que, quanto maior a pressão, maior seria a temperatura de ebulição. Se os pontos experimentais fossem colocados em um gráfico de Temperatura em função da pressão, a curva originada seria a curva da pressão de vapor (veja a página sobre Pressão de Vapor e sobre Gases, Líquidos e Sólidos).