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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)


2 comentários em “Resfriamento do álcool ou da água por evaporação

  1. Paulo M disse:

    Professor Lang, por favor me esclareça uma dúvida: na termosfera as temperaturas são altíssimas. Em algumas postagens há afirmações da impossibilidade de estruturas como naves passarem por lá. Tentei estudar “transmissão de calor” mas os conceitos me foram por demais complexos. Poderia explicar se há algum tipo de interação entre algum objeto e o meio naquelas condições? Obs: não sou terraplanista 🙂

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