Ponto de ebulição é a temperatura que uma substância atinge ao passar do estado líquido para o estado gasoso. Para que essa mudança de estado físico aconteça algumas variáveis interferem no processo, por exemplo: a pressão atmosférica, a composição da substância e a altitude do local.
Existem cinco processos de transformação física da matéria:
- Fusão (sólido -> líquido)
- Solidificação (líquido -> sólido)
- Vaporização (líquido -> gasoso)
- Sublimação (gasoso -> sólido)
- Condensação ou liquefação (gasoso -> líquido)
Vaporização
O processo de vaporização, por sua vez, pode ocorrer de três formas: ebulição, calefação e evaporação. Para compreender melhor esses tipos, a água, por ser uma substância pura, será utilizada como exemplo global em condições normais de pressão atmosférica (1 atm.)
Quando colocamos água em uma panela para esquentar, ela não evapora de vez. Ao receber calor (energia), suas partículas se agitam e formam bolhas no fundo da panela, essas bolhas estão na parte inferior do recipiente porque a pressão atmosférica dentro delas é menor.
A pressão dentro das bolhas vai aumentando até se igualar a pressão atmosférica da água. Ao atingir determinada temperatura (ponto de ebulição), proveniente da energia recebida, as bolhas que estão no fundo da panela sobem e são liberadas na superfície. Caracterizando então a ebulição.
Já o processo de calefação ocorre de maneira bem rápida. Quando um líquido entra em contato com uma superfície que apresenta uma temperatura maior que o seu ponto de ebulição, rapidamente ela passa do estado líquido para o sólido. Um exemplo visível, é quando gotículas de água são jogada na panela já aquecida.
O processo de evaporação acontece de forma gradual, pois as partículas que compõem a água possuem valores de energia cinética diferentes. Aquelas que atingem velocidade suficiente escapam para o ambiente externo e passam para o estado gasoso. Essa experiência pode notada em uma peça de roupa que seca no varal.
Calor latente e ponto de ebulição
O calor latente corresponde a quantidade de calor necessária para uma unidade de massa (1g) da substância mude de estado físico. Mas atenção, durante esse processo a temperatura da substância se mantém constante!
O valor do calor latente varia de acordo com a composição e estrutura da substância. Por exemplo, água é uma substância pura e suas moléculas são bem unidades, deste modo a quantidade de energia necessária para romper suas estruturas é muito grande.
Confira abaixo o calor latente de vaporização e a temperatura de ponto de ebulição de algumas substâncias:
| Substância | Ponto de ebulição – T (º) | Calor latente – Lv (cal/g) |
| Ferro | 2.800 | 1515 |
| Ouro | 2.660 | 377 |
| Água | 100 | 536,6 |
| Enxofre | 445 | 78 |
| Etanol | 78,3 | 204 |
| Oxigênio | -182,9 | 50,9 |
Relações entre a pressão e a altitude
A altitude e a pressão atmosférica possuem uma relação inversa que influenciam no ponto de ebulição.
Em termos numéricos, a pressão atmosférica a nível do mar equivale a 760 mmHg ou 1 atm, o que pode ser exemplificado com a posição da cidade de Salvador, que possui altitude 0 (zero) em relação ao nível do mar e pressão atmosférica de 760 mmHg.
Diferente da cidade de São Paulo, que possui altitude de 750 m em relação ao nível do mar e pressão atmosférica de 700 mmHg. Existem locais que estão abaixo do nível do mar, por exemplo, a cidade Nieuwerkerk aan den IJssel (Países Baixos), localizada a 6,76 metros abaixo do nível do mar.
Quanto maior a altitude em relação ao nível do mar, menor é pressão exercida sob a substância. E quanto maior for a pressão maior será a temperatura para atingir o ponto de ebulição.
Ponto de ebulição: as diferenças no mundo
Você sabia que a água ferve mais rápido no Monte Everest do que em Salvador?
Isso ocorre pela diferença das altitudes nos locais e a pressão atmosférica exercida. Já sabemos que o ponto de ebulição da água ao nível do mar (pressão atmosférica de 760 mmHg e altitude zero) é igual a 100ºC.
Salvador é uma cidade que está ao nível do mar, logo o ponto de ebulição da água é em 100º C. Já o Monte Evereste, o local mais alto do mundo, está acima do nível do mar, com uma altitude de 8.848 m e pressão atmosférica de 240 mmHg, então água entra em ebulição mais rápido com ponto de ebulição de 71º C.
O inverso acontece na cidade de Nieuwerkerk aan den IJssel, por estar localizada abaixo do nível do mar, a água irá entrar em ebulição lentamente e o ponto de ebulição será acima de 100º C.
Com base nas explicações e nos exemplos, é possível estabelecer algumas relações:
- Quanto maior a altitude em relação ao nível do mar, menor a pressão atmosférica;
- Quanto maior a pressão atmosférica, maior o ponto de ebulição;
- Quanto menor a altitude, maior a pressão atmosférica e maior o ponto de ebulição.