A temperatura de evaporação no vácuo não é um valor fixo.
Depende de vários factores, incluindo a pressão de vapor da substância e o nível de vácuo aplicado.
No vácuo, o ponto de ebulição de uma substância é inferior ao seu ponto de ebulição normal à pressão atmosférica.
Isto deve-se à redução da pressão do ar no vácuo.
Qual é a temperatura de evaporação no vácuo? 4 factores-chave explicados
1. Pressão reduzida do ar e ponto de ebulição
No vácuo, a pressão do ar é significativamente menor do que a pressão atmosférica padrão (760 torr ou 1 bar).
Por exemplo, a temperatura de ebulição da água, que é de 100 °C à pressão atmosférica normal, pode ser reduzida para menos de 50 °C se o vácuo for reduzido para 5 torr (6,6 mbar).
Este princípio aplica-se também a outros solventes, como a dimetilformamida (DMF) e o dimetilsulfóxido (DMSO).
Estes solventes podem também evaporar-se a temperaturas inferiores aos seus pontos de ebulição normais quando sujeitos a um vácuo semelhante.
2. Pressão de vapor e propriedades do material
A pressão de vapor de um material é a pressão exercida a uma determinada temperatura quando o material está em equilíbrio com o seu próprio vapor.
Esta pressão é uma função tanto do material como da temperatura.
Por exemplo, o crómio tem uma pressão de vapor de aproximadamente 4.031 °F a 760 torr, que desce para cerca de 2.201 °F a uma pressão muito inferior de 10¯5 torr.
Isto indica que a temperatura necessária para conseguir a evaporação pode ser significativamente mais baixa no vácuo, devido ao aumento da pressão de vapor a pressões mais baixas.
3. Aplicações práticas e equipamento
Em aplicações práticas, a evaporação no vácuo é frequentemente utilizada em sistemas equipados com bombas turbomoleculares e outras tecnologias de vácuo para atingir as baixas pressões necessárias.
Estes sistemas são concebidos para lidar com a evaporação de vários materiais a temperaturas que são significativamente inferiores aos seus pontos de ebulição normais.
Por exemplo, os evaporadores térmicos são concebidos para atingir pressões de base de 10-06 mbar no espaço de uma hora, permitindo a evaporação de materiais a temperaturas controladas e reduzidas.
4. Requisitos de temperatura para a evaporação
A temperatura efectiva necessária para evaporar um material em condições de vácuo é determinada pela pressão de vapor do material no nível de vácuo específico.
Por exemplo, o ponto de ebulição do ouro em condições normais é de 2.700 °C, mas apenas são necessários cerca de 950 °C para libertar vapor de ouro a um nível de vácuo de 5×10-6 mbar.
Este facto realça a redução significativa da temperatura necessária para a evaporação em condições de vácuo.
Em conclusão, a temperatura de evaporação no vácuo é um valor dinâmico que depende do material específico e do nível de vácuo aplicado.
Ao reduzir a pressão do ar, as substâncias podem ser evaporadas a temperaturas muito abaixo dos seus pontos de ebulição normais.
Este é um princípio fundamental em muitos processos científicos e industriais.
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