Como você pode explicar que o butano é um líquido no isqueiro e um gás quando coletado?
Passo 1
O enunciado pergunta por que o mesmo composto—o butano—fica no estado líquido dentro de um isqueiro e, ao ser liberado para um recipiente aberto, comporta-se como gás. Aqui vamos usar conceitos de ponto de ebulição, pressão de vapor e diagrama de fases para explicar esse comportamento.
Passo 2
O ponto de ebulição do butano é
. Isso significa que, à pressão de
, qualquer temperatura acima de
faz o butano existir no estado gasoso. A temperatura ambiente típica (por exemplo
) é muito superior a
, de modo que, sem variação de pressão, o butano seria um gás sob condições ambientais.
Passo 3
Num isqueiro, o butano é armazenado sob pressão interna elevada, tipicamente da ordem de
ou mais. Aumentar a pressão eleva o ponto de ebulição: em pressões acima da pressão de vapor do butano à temperatura ambiente, o butano se liquefaz. Em outras palavras, o diagrama de fases do butano mostra que, a
e
, a fase estável é líquida.
Passo 4
Quando você libera o butano do isqueiro para o ambiente, a pressão cai rapidamente para cerca de
. Nesse salto de pressão, o butano líquido fica acima de seu ponto de ebulição à nova pressão e evapora instantaneamente, formando gás. É esse gás que você coleta ou sente sair do isqueiro.
Resposta
O butano permanece líquido dentro do isqueiro porque está sob pressão superior à sua pressão de vapor à temperatura ambiente, o que eleva seu ponto de ebulição. Ao ser liberado, a pressão cai para
, ficando acima do ponto de ebulição do butano e fazendo-o evaporar, logo comportando-se como gás.