Definição de Ebulição
A ebulição é o processo de mudança do estado líquido para o gasoso. Ela ocorre quando a pressão de vapor saturado se iguala à pressão atmosférica externa (pressão atmosférica externa = pressão atmosférica). Nesta ocasião, discutiremos apenas a ebulição da água. A pressão de vapor saturado da água é diretamente proporcional à sua temperatura; quanto maior a temperatura da água, maior a sua pressão de vapor saturado. Quando aquecemos a água, pequenas bolhas geralmente aparecem no fundo do recipiente. A presença de bolhas indica a mudança do estado líquido para o gasoso. Se a pressão de vapor saturado dentro da bolha for menor que a pressão atmosférica externa, a bolha irá encolher e colapsar antes de chegar à superfície. A bolha colapsa porque a força de empuxo do ar externo é maior que a força de empuxo do vapor dentro da bolha. A pressão atmosférica externa é maior que a pressão de vapor dentro da bolha, portanto, o ar externo exerce uma força maior (P = F/A).
À medida que a temperatura da água aumenta, a pressão de vapor saturado na bolha também aumenta. Se a pressão de vapor saturado na bolha for igual ou maior que a pressão do ar externo, a bolha aumentará de tamanho e flutuará até atingir a superfície. Ao chegar à superfície, a bolha estourará e o vapor de água em seu interior será liberado. Ocorre um processo de ebulição. A bolha aumenta de tamanho porque a força de empuxo do vapor em seu interior é maior que a força de empuxo do ar externo.
A pressão de vapor dentro da bolha é maior que a pressão do ar externo, portanto o vapor dentro da bolha exerce uma força maior. À medida que a bolha cresce, o volume de vapor também aumenta, fazendo com que a densidade do vapor diminua. Como a densidade do vapor diminui (a densidade do vapor é menor que a densidade da água), a bolha consegue flutuar até a superfície. É semelhante à madeira seca ou à cortiça flutuando na superfície da água. A madeira seca ou a cortiça conseguem flutuar porque sua densidade é menor que a da água.
Pressão de vapor saturado da água
Com base na explicação acima, podemos afirmar que o processo de ebulição da água ocorre quando a pressão de vapor saturado da água é igual ou superior à pressão atmosférica. Portanto, o ponto de ebulição da água depende fortemente da pressão atmosférica. Quanto menor a pressão atmosférica, menor o ponto de ebulição. Por outro lado, quanto maior a pressão atmosférica, maior o ponto de ebulição. De modo geral, quanto maior a altitude de um local, menor a pressão atmosférica. Portanto, podemos concluir que quanto maior a altitude de um local, menor o seu ponto de ebulição.
O ponto de ebulição no topo de uma montanha é mais baixo do que o ponto de ebulição na praia. A água aquecida no topo de uma montanha ferve mais rápido do que a água aquecida na praia. No entanto, se você cozinhar arroz no topo de uma montanha, o arroz levará mais tempo para cozinhar porque o ponto de ebulição é baixo, e consequentemente a temperatura da água também é baixa. Para cozinhar rapidamente, geralmente se usa uma panela de pressão . A panela de pressão funciona aumentando a pressão do ar para que a temperatura da água ferva a uma temperatura mais alta, fazendo com que o arroz amoleça mais rapidamente.
