O que é a condensação?
É a mudança de estado da matéria que, encontrando-se no estado gasoso, passa ao estado líquido. Chama-se mudança de estado à transição da matéria entre os seus vários estados de agregação (sólido, líquido e gasoso) sem sofrer qualquer mudança de composição.
A condensação é o processo inverso da evaporação, ao passo que a transição direta do estado gasoso para o sólido, sem passar pelo líquido, recebe o nome de ressublimação ou sublimação inversa.
O processo de condensação
A passagem de um gás ao estado líquido depende, entre outros fatores, da pressão e da temperatura. Não obstante, quando falamos de condensação, referimo-nos a esta alteração de estado, ocorrida à pressão ambiente. Cuando a transição é forçada por sobrepressão, o processo é denominado liquefação.
A condensação ocorre quando um gás é arrefecido até chegar à sua temperatura de ponto de orvalho. Como já referimos, este arrefecimento pode também ser provocado manipulando (aumentando) a pressão a que o gás se encontra, o que pode ser realizado de forma artificial, com recurso a um dispositivo denominado condensador.
A condensação da água na atmosfera
A passagem do vapor de água atmosférico ao estado líquido ocorre quando a pressão de vapor de água é superior à pressão de vapor de saturação, o que pode ocorrer tanto devido a um aumento da primeira como por diminuição da segunda. A energia libertada durante o processo de condensação, chamada calor latente de condensação, é igual à energia que a substância em causa, estando no estado líquido, terá de receber para passar ao gasoso, o chamado calor latente de vaporização.
As descidas de temperatura são a causa fundamental da diminuição da pressão de vapor de saturação. Existem três mecanismos diferentes de arrefecimento na atmosfera:
- A mistura de massas de ar a diferentes temperaturas,
- O contacto com uma superfície fria,
- O arrefecimento adiabático, causado pela descida da pressão do ar à medida que este se eleva.
É também condição necessária para a condensação do vapor atmosférico a existência de núcleos de condensação sobre os quais se possam formar gotículas. São as chamadas partículas higroscópicas, que devem o nome à sua capacidade de absorção de humidade.
Na ausência destas partículas, a água pode permanecer na atmosfera sob a forma de vapor, mesmo que a pressão de vapor de água seja superior à pressão de vapor de saturação.
Estes núcleos de condensação são aerossóis de muitos tipos diferentes, que podem ter origem nos oceanos (partículas de sal), em vulcões ou na atividade industrial. Menos eficazes são os que têm origem em poeiras terrestres.
Formas de condensação na atmosfera
Existem 2 formas fundamentais de condensação: por um lado, os nevoeiros, associados a condições de estabilidade atmosférica, e por outro, as nuvens, associadas a condições de instabilidade.
Os nevoeiros podem ser de três tipos, em função da sua origem:
- Nevoeiros de advecção. São formados pelo arrefecimento de camadas de ar de superfície, geralmente sobre o mar, e ocorrem quando uma massa de ar quente e húmida se move sobre uma superfície fria.
- Nevoeiros de radiação. São formados pelo arrefecimento do ar em contacto com a superfície da Terra, durante a noite. Característicos do Inverno, em condições de inversão térmica.
As nuvens constituem a principal forma de condensação na atmosfera. Têm origem em fenómenos de condensação atmosférica sobre os núcleos de condensação (dando origem a gotículas) e de sublimação, quando se formam cristais de gelo.
São de importância crucial para o ciclo da água, já que dão origem à precipitação que permite à água regressar à superfície terrestre. A precipitação pode ser líquida (chuva) ou sólida (neve, granizo ou graupel).
A condensação da água à superfície
Chama-se orvalho ao vapor de água do ar que se condensa nas superfícies frias.
Isto acontece quando a temperatura da superfície é inferior à temperatura de saturação para a pressão a que o vapor de água se encontra. Aqui, dá-se também um reaquecimento da superfície, uma vez que, durante este processo, as moléculas de água libertam energia sob a forma de calor.