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Resfriamento do álcool ou da água por evaporação

Olá, gostaria de saber qual o processo por trás das situações:

  • Quando passamos álcool na pele, sentimos resfriar aquele local.
  • Quando estamos com o corpo molhado, ao passar uma corrente de vento, sentimos frio.

*Já li materiais referente ao primeiro caso, em que é explicado que o álcool absorve calor da pele para evaporar-se, porém, penso que não deveria haver troca de calor, dado que não há diferença de temperatura. Obrigado.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

O álcool (ou a água) evapora, se resfriando e depois, em contato com a pele que se encontra a uma temperatura mais alta do que o álcool, acaba por absorver energia da pele, resfriando-a também.

O resfriamento por evaporação decorre de que as moléculas da substância líquida que escapam na superfície de interface com o ambiente externo são as mais energéticas, restando no liquido moléculas com menos energia cinética e,  portanto, a consequência macroscópica da redução da energia cinética média nas moléculas do liquido é o abaixamento da temperatura.

A perda de massa líquida e de energia por evaporação somente cessa quando o ambiente externo fica saturado de vapor da substância. No caso da água a saturação está relacionada com 100% de umidade relativa conforme discutido em diversas postagens do CREF, a começar em Umidade relativa: o que é e como se determina?

Para exemplificar o resfriamento por evaporação utilizei álcool hidratado 92,8° INPM. O álcool estava estocado em uma garrafa pet hermeticamente fechada e, portanto, o ambiente interno à garrafa estava saturado de vapor de álcool e a sua temperatura era a própria temperatura ambiente de 23°C. O álcool foi depositado em um prato aberto e sua temperatura passou a ser medida por mais de 24 h (repondo álcool quando boa parte já havia evaporado), bem como a temperatura ambiente. Na figura 1 estão representadas as medidas de temperatura por 27 h (o instante zero corresponde às 15h17min do dia 01/08/2019).

Conforme se observa no gráfico, rapidamente (em poucos minutos) a temperatura do álcool diminuiu diversos graus, mantendo-se cerca de 5°C abaixo da temperatura ambiente durante mais de um dia.

O efeito da evaporação da água em um prato aberto é semelhante (um pouco menor) conforme está relatado em UM CICLO DE MODELAGEM SOBRE A LEI DE RESFRIAMENTO DE NEWTON.

O efeito de resfriamento da água por evaporação pode atingir mais de 10°C se a superfície do liquido for aumentada como é o caso descrito em Ventilador borrifador de água baixa a temperatura ambiente?

Retomando a dúvida inicial verifica-se que a afirmação “o álcool absorve calor da pele para evaporar-se” está equivocada pois o álcool evapora, baixando sua temperatura, e depois absorve energia da pele, resfriando-a também.

“Docendo discimus.” (Sêneca)


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