Como a evaporação causa resfriamento? |
Por Donald Miller Atualizado em 21 fevereiro, 2017 Traduzido por Moises Albuquerque
Resfriamento por evaporação (Brand X Pictures/Brand X Pictures/Getty Images)
A evaporação de um líquido de uma superfície tem um efeito de arrefecimento. Líquidos diferentes têm este efeito em diferentes graus de temperatura. Por exemplo, o álcool tem mais efeito de arrefecimento evaporativo que a água. O álcool é o que se chama um líquido volátil, o que significa simplesmente que ele evapora comparativamente mais rápido que a água. Mas, independentemente do líquido, o princípio do arrefecimento por evaporação é o mesmo. A ideia é que, no seu estado líquido, a substância - não importa se água ou álcool - tem um certo teor de calor. Dois dos três estados básicos da matéria são críticos quanto a isso: líquido e vapor (o estado sólido é, obviamente, o terceiro).
Quando um líquido evapora, suas moléculas convertem-se da fase líquida para a fase gasosa e escapam da superfície. O que impulsiona este processo é o calor. Para que a molécula saia da superfície do líquido e escape na forma de vapor, ela deve absorver energia térmica. O calor que a molécula absorve vem à partir da superfície a qual evaporou-se. Uma vez que a molécula está absorvendo calor enquanto está indo embora, isso tem um efeito de resfriamento na superfície deixada para trás.
Transpiração humana
Um exemplo de arrefecimento por evaporação é o da transpiração humana. Temos poros na nossa pele a partir dos quais a água líquida interna de nossa pele está escapando e se converte em vapor de água no ar. Enquanto isto acontece, há um efeito de arrefecimento sobre a superfície da pele. Isso quase sempre acontece de uma forma ou de outra. Quando estamos expostos a um ambiente que é mais quente que o que é confortável para nós, o grau de transpiração ou evaporação aumenta. Em seguida, o efeito de resfriamento aumenta. Quanto mais moléculas de água fogem da fase líquida da superfície da nossa da pele e dos seus poros, maior o efeito de arrefecimento. Mais uma vez, é porque as moléculas do líquido, enquanto escapam e tornam-se vapor, necessitam de calor e levam-no com elas.
Plantas fazem algo similar. Nelas, o processo é chamado de transpiração. As raízes das plantas "bebem" água do solo e transportam-na através do caule até as folhas. Folhas de plantas têm estruturas chamadas estômatos. Estes são essencialmente os mesmos poros que você pode imaginar, em comparação como os poros da nossa pele.
Uma das principais funções deste processo em plantas é transportar a água necessária para os tecidos das plantas em outras partes da planta para além das raízes. Mas, uma outra função para a planta é o resfriamento evaporativo. Isso protege a planta - que pode muito bem ser exposta a luz solar intensa e direta - de superaquecimento. Em parte, também é por isso que, em um dia quente, se entrarmos em uma área de floresta, nos sentimos consideravelmente mais frios. Parte disso é devido à sombra, mas também se deve ao resfriamento evaporativo das árvores através deste processo de transpiração.
O vento aumenta o efeito do arrefecimento evaporativo e este é um conceito familiar. Qualquer um que já praticou natação e saiu da água em um ambiente calmo, comparado a um que está ventando, pode atestar que sente-se mais frio com o vento. Isto é porque o vento está aumentando a taxa de evaporação da água líquida da superfície da nossa pele e acelerando a quantidade que está sendo convertida em vapor.
Fator de vento frio
Aliás, esta é também a causa do chamado vento frio. Mesmo em condições mais frias, quando estamos fora e nossa pele é exposta às condições atmosféricas, há uma certa quantidade de transpiração acontecendo. Quando está ventando, há mais resfriamento evaporativo ocorrendo na pele exposta. Esta é a base para o assim chamado fator de sensação térmica.