Qual a diferença entre gás e vapor?

Diferença entre vapor e gás – A temperatura crítica – Tc

            Apesar de muitas vezes não fazermos distinção entre vapor e gás (até usando estes termos como sinônimos), o fato é que existe diferença na classificação entre eles.

            A experiência mostra a possibilidade de liquefazer uma substância, pela diminuição da sua temperatura ou pelo aumento da pressão – ou as duas ao mesmo tempo. Thomas Andrews realizou, em 1863, uma experiência memorável, na qual se propunha liquefazer o gás carbônico (CO₂) apenas por um aumento de pressão e a temperatura era mantida constante.

            Andrews observou que a liquefação somente era possível quando a temperatura do gás carbônico era inferior a 31 ^oC. Acima de 31 ^oC, Andrews não conseguiu liquefazer o CO₂ por maior que fosse o valor da pressão.

            Repetindo a experiência para outras substâncias, Andrews foi levado a concluir que para cada substância existe uma temperatura acima da qual é impossível a liquefação por compressão isotérmica. Esta temperatura foi denominada Temperatura Crítica da substância.

            Como consequência das suas observações, Andrews propôs a seguinte classificação: Uma substância no estado gasoso pode ser um gás ou um vapor. Será um gás se a sua temperatura for superior à temperatura crítica (neste caso, não ocorre transição de fase pela mudança de temperatura); será um vapor se a sua temperatura for igual ou inferior à temperatura crítica (neste caso, abaixando a temperatura pode ocorrer a transição de fase para líquido ou sólido dependendo da substância e da pressão); isto é, o vapor pode estar em equilíbrio com seu líquido (equilíbrio vapor-líquido) ou com seu sólido (equilíbrio vapor-sólido) ou até mesmo no equilíbrio ternário sólido-líquido-vapor, conforme representado na figura abaixo.

Pauli, Farid e Heilmann – “Física – Calor e termodinâmica”, Ed EPU, 1978,Vol. 2, pág 136.