Que nome se da quando a água passa do estado gasoso para o líquido?

Estados da matéria

Na natureza, podemos observar três estados principais de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso. As características principais de cada um são as seguintes:

Estado sólido: forças de coesão intensas entre as suas partículas; forma e volume bem definidos.

Estado líquido: forças de coesão menos intensas entre as suas partículas, mas ainda apreciáveis; forma variável (na presença de forças externas) e volume bem definido.

Estado gasoso: forças de coesão extremamente fracas entre as suas partículas; não apresenta forma nem volume definidos.

As mudanças entre os estados recebem nomes específicos:

a) fusão: é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado líquido;
b) solidificação: é a passagem do estado líquido para o estado sólido;
c) vaporização: é a passagem do estado líquido para o estado gasoso;
d) condensação ou liquefação: é a passagem do estado gasoso para o estado líquido; 
e) sublimação: é a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso ou do estado gasoso para o estado sólido.

Variáveis de Estado
Chamamos de variáveis de estado as grandezas que permitem caracterizar um dado estado de uma substância. Sabemos que a temperatura é uma variável de estado, pois estamos habituados com o fato de que o aquecimento de um sólido o levará à sua fusão e que o aquecimento de um líquido o levará à vaporização. Mas existe outra variável significativa nesse fenômeno: a pressão. Um aumento de pressão tende a aproximar as partículas que formam um sistema, assim como uma diminuição de pressão faria o inverso. A partir de agora, analisaremos qual a relação entre a pressão e a temperatura de mudança de estado das substâncias para cada caso.

Fusão e Solidificação

Existem dois tipos de substâncias na natureza: as que se expandem durante a fusão (a maioria) e as que se contraem durante a fusão (é o caso da água – isso explica porque uma garrafa cheia de água colocada no congelador estoura! A água se contrai na fusão e se dilata na solidificação).  Analisemos os dois casos separadamente:

- Expansão na fusão: como um aumento de pressão dificulta a expansão, é necessário mais energia para o processo, o que faz com que a temperatura de fusão aumente;

- Contração na fusão: como um aumento de pressão facilita a contração, é necessário menos energia para o processo, o que faz com que a temperatura de fusão diminua. Esse é o caso da água. Sob pressão de 1,0 atm, a água congela e derrete a 0 °C. Se aumentamos a pressão sobre ela, a temperatura de fusão da água diminui, o que faz com que gelo derreta mesmo abaixo de 0 °C. Esse fato ajuda a entender por que os patins deslizam sobre o gelo. O aumento de pressão favorece a fusão do gelo, formando uma camada de água abaixo da lâmina dos patins.

Vaporização e liquefação

Existem várias formas de um líquido se vaporizar. A evaporação acontece a qualquer temperatura, devido às partículas mais energéticas que conseguem vencer a resistência oferecida pelo ambiente. A ebulição, ao contrário, acontece com uma temperatura bem definida, constante para um dado valor de pressão nas substâncias puras. 

Na vaporização, a tendência das substâncias é sempre expandir. Logo, um aumento de pressão sempre tenderá a dificultar a expansão, fazendo com que a quantidade de energia necessária para vaporizarmos a substância aumente. Isso acarreta a elevação da temperatura de ebulição. 

Isso ajuda a entender o funcionamento da panela de pressão. Dentro desta, a pressão é maior do que 1,0 atm, fazendo com que a água entre em ebulição acima de 100ºC, o que faz com que os alimentos estejam expostos a uma temperatura mais alta do que em uma panela em contato com a atmosfera, onde a temperatura fica limitada a 100ºC, já que, uma vez atingida essa temperatura, ela mantém-se constante durante a ebulição. Também ajuda a entender por que o ventilador nos dá a sensação de frescor. Em dias quentes, parte da água de nosso corpo evapora, roubando calor do nosso corpo e mantendo nossa temperatura constante. À medida que a quantidade de vapor aumenta, a pressão cresce e isso dificulta a evaporação de mais água. Neste momento, a água passa a ser visível no estado líquido em nossa pele (suor). O ventilador desloca parte do ar cheio de vapor (saturado), fazendo com que o processo de evaporação prossiga.

Sublimação
Sublimação é a passagem de uma substância do estado sólido para o estado gasoso diretamente ou vice-versa. Para algumas substâncias, como a naftalina e o gás carbônico, ela acontece espontaneamente em condições ambientes. O gás carbônico, nessas condições, é chamado de gelo-seco, utilizado para gerar fumaça em shows e espetáculos.

Pontos crítico e triplo

Ponto triplo é o conjunto de pressão e temperatura nos quais encontramos uma substância em seus três estados simultaneamente. No caso da água, isso acontece a 0,01 ºC e 611,73 pascal.

Chamamos de ponto crítico o par de temperatura e pressão a partir do qual uma substância não pode ser mais liquefeita sob temperatura constante. Assim, antes da temperatura crítica, podemos liquefazer a substância apenas comprimindo-a. Nesse caso, o estado anterior é chamado de vapor. É o caso do vapor de água contido no ar. Ao comprimirmos o êmbolo de uma seringa cheia de ar e vedada, notamos que a seringa “embaça”. Isso acontece graças à formação de gotas de água.

Acima dessa temperatura, a substância é chamada de gás.

Diagrama

Todos esses comportamentos podem ser resumidos em diagramas de pressão versus temperatura, chamados de diagramas de estado.

Substância que aumenta de volume ao se fundir

Substância que diminui de volume ao se fundir