A vaporização está intimamente relacionada ao conceito de volatilidade , que por sua vez está diretamente ligada à pressão de vapor de uma substância.
A pressão de vapor de uma substância é uma função da temperatura, e é a pressão na qual uma sala cheia de algum líquido (ou sólido) e algumas partes gasosas da substância estão em equilíbrio exato. Aumente a pressão e algum gás vai querer condensar; diminuir a pressão e algum líquido vai querer evaporar. Para combustíveis, isso é da ordem de dezenas de kPa (por exemplo, a pressão de vapor Reid de avgas, que é a pressão de vapor a 37,8 ° C, é ~38kPa ).
Se assumirmos que o ar é um gás ideal, podemos dizer que o combustível líquido e o combustível gasoso (evaporado) estão em equilíbrio quando a pressão parcial do combustível líquido é igual à pressão de vapor do combustível. Como a pressão parcial dos constituintes de um gás está diretamente ligada às quantidades molares de um gás, podemos facilmente extrair a razão combustível-ar. Dado que a pressão parcial de oxigênio é de cerca de 21kPa (que só diminuirá se você adicionar combustível, assumindo que isso acontece com pressão atmosférica constante), podemos ver facilmente que se você deixar um tanque de ar e combustível (com uma ventilação para mantê-lo) à pressão atmosférica) por tempo suficiente para que o combustível atinja o equilíbrio, você tem uma mistura muito rica.
Portanto, limitamos a quantidade de combustível que entra no carburador para se aproximar da estequiometria (exatamente oxigênio e ar). De acordo com o argumento acima, todo este combustível acabará por evaporar à medida que a pressão de vapor é muito superior à eventual pressão parcial atingida pelo combustível gasoso. A única questão que permanece agora é quão rápido podemos evaporar todo esse combustível. Isso só acontece na superfície do combustível líquido, então o truque aqui é maximizar essa área de superfície. Isso é feito pulverizando o combustível em minúsculas gotículas, cada uma com uma grande área de superfície comparada ao seu volume (lembre-se, escalas de área com o tamanho quadrado, enquanto o volume escala com cubos de tamanho - se as gotas ficarem menores, o volume diminuir mais rapidamente do que a área da superfície). Eles serão totalmente evaporados antes de atingirem os cilindros reais. Quanto menores as gotículas, mais rápido isso acontece e melhor misturar seu combustível no ar.