Quando álcool é colocado dentro de um béquer na temperatura ambiente, a velocidade de evaporação decresce com o tempo. Justifique.
Passo 1
O enunciado diz que, ao colocarmos álcool num béquer à temperatura ambiente, a velocidade de evaporação diminui com o tempo. O conteúdo envolvido é a teoria de vaporização de líquidos, em que precisamos entender pressão de vapor, equilíbrio dinâmico e transferência de calor.
Passo 2
A evaporação é a passagem de moléculas do líquido para a fase gasosa. Num dado instante a superfície do líquido tem uma pressão de vapor de equilíbrio que depende da temperatura, digamos
. A taxa líquida de evaporação é proporcional à diferença entre essa pressão de vapor e a pressão parcial do álcool já presente no ar acima do líquido, que chamaremos de
. Assim, qualitativamente,
No início, o ar logo acima do líquido não contém vapor de álcool, ou seja
, e a diferença de pressões é máxima, fazendo a evaporação ocorrer rapidamente. À medida que o tempo passa, moléculas continuam se evaporando e
vai crescendo, reduzindo a diferença
logo a taxa líquida
diminui.
Passo 3
Além disso, a evaporação exige calor latente, que é retirado do próprio líquido (ou do ambiente imediato), provocando um resfriamento da superfície. Como
decresce quando
cai, isso também reduz a diferença de pressão e faz a evaporação ficar ainda mais lenta.
No decorrer do processo, portanto, ocorrem simultaneamente dois efeitos que diminuem : o aumento de
no ar e a queda de
por resfriamento. Esses efeitos levam a uma redução contínua da velocidade de evaporação até que se estabeleça um equilíbrio dinâmico em que a taxa de evaporação iguala a de condensação.
No decorrer do processo, portanto, ocorrem simultaneamente dois efeitos que diminuem
Resposta
A velocidade de evaporação decresce porque, com o tempo, a pressão parcial do vapor de álcool no ar acima do líquido aumenta (diminuindo o gradiente de pressão de vapor) e a própria superfície do líquido se resfria (reduzindo a pressão de vapor de equilíbrio), de modo que o fluxo líquido de moléculas para a fase gasosa vai diminuindo até atingir o equilíbrio dinâmico.