quais mudanças de estado absorvem calor? e quais liberam calor?
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Ao contrário do oxigênio e nitrogênio - os dois componentes mais abundantes da atmosfera - o vapor d’água pode mudar de um estado para outro (sólido, líquido, gasoso) nas temperaturas e pressões usuais na superfície da Terra. Os processos de mudança de estado exigem que calor seja absorvido ou liberado (Fig. 5.2). A quantidade de calor é freqüentemente medida em calorias. Uma caloria é a quantidade de calor que deve ser adicionada a 1 grama de água para aumentar sua temperatura em 1° C (1 caloria = 4,186 Joules).
A quantidade de calor absorvida ou liberada numa mudança de estado não implica em mudança de temperatura da substância. Por isso, é geralmente referida como calor latente. Quando se fornece calor a um copo de gelo (0° C), por exemplo, a temperatura permanece constante até que o gelo se derreta. A energia é usada para romper a estrutura cristalina interna do gelo e derretê-lo. Esta energia não está disponível como calor até que o líquido retorne ao estado sólido. A importância do calor latente nos processos atmosféricos é crucial.
O processo de conversão de um líquido para gás é chamado evaporação. São necessárias 600 cal para converter 1 g de água para vapor d’água em 0° C ou 540 cal em 100° C. A energia absorvida pelas moléculas de água durante a evaporação é usada somente para dar-lhes o movimento necessário para escapar da superfície do líquido e tornar-se um gás. Esta energia, que é posteriormente liberada como calor quando o vapor volta a ser líquido, é denominada calor latente de vaporização.
Condensação é o processo pelo qual o vapor d’água muda para o estado líquido. Neste processo as moléculas de água precisam liberar energia (calor latente de condensação) equivalente àquela absorvida durante a evaporação. Esta energia tem papel importante na produção de fenômenos violentos de tempo e pode ser responsável pela transferência de grandes quantidades de calor dos oceanos tropicais para posições mais próximas aos pólos.
Fusão é o processo pelo qual um sólido se transforma em líquido. Requer a absorção de aproximadamente 80 cal/g para a água (calor latente de fusão). A solidificação (congelamento), o processo inverso, libera estas 80 cal/g.
Sublimação é a conversão de um sólido diretamente para um gás sem passar pelo estado líquido e a deposição é o processo inverso, a conversão de vapor para sólido. A sublimação e a deposição envolvem uma quantidade de energia igual à soma das energias envolvidas nos outros dois processos. (600 cal/g + 80 cal/g) (Fig. 5.2).
A sublimação pode ser facilmente observada para o "gelo seco" (dióxido de carbono congelado). A condensação e a deposição junto ao solo são visíveis como orvalho e geada. Os mesmos processos na atmosfera produzem nuvens.
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