Boa pergunta! Há duas partes para a resposta.

A primeira parte é a lei dos gases ideais.

A fórmula da lei dos gases ideais é $ PV = nRT $, onde

• P = pressão
• V = Volume
• n = quantidade de substância
• R = a constante de gás ideal, que pode ser ignorada para nossos propósitos
• T = temperatura

Como estamos ignorando $ R $, ficamos com $ PV = nT $.

Agora, diga que você envia um pouco de ar pela garganta de um venturi. A pressão diminui bastante (esse é o ponto), o volume permanece próximo o suficiente para que possamos deixá-lo em paz, a quantidade de moléculas permanece inalterada, então, para manter a equação equilibrada, a temperatura cai.

A segunda parte é o calor latente da vaporização

Para que um líquido mude de estado e se torne um gás, uma certa quantidade de calor é necessária. Considere um bombeiro pulverizando água em um incêndio. A água líquida é aquecida pelo fogo e evapora em vapor. A energia do fogo é diminuída pela quantidade de energia que entra no vapor e que agora está flutuando para a atmosfera.

Agora, substitua o fogo pelo carburador e substitua a água pelo combustível. A energia térmica do seu carburador é transferida para o combustível para que ele vaporize. O combustível fica mais quente (mas quem se importa, está prestes a se queimar nos cilindros) e o carburador fica mais frio.

Desculpe - discordo da resposta anterior.

Existe apenas um efeito. Moléculas geralmente atraem umas às outras, até chegarem muito perto. Se houver (virtualmente) sem calor, então as moléculas se acomodarão a essa distância próxima. Você agora tem um sólido.

Aqueça o sólido um pouco, e as moléculas começarão a se mover, e não estarão mais nessas distâncias mais próximas, mas elas geralmente ficarão bastante próximas ainda - mas elas terão energia suficiente para mudar os vizinhos.

Aqueça o líquido ainda mais, e você verá algumas das moléculas voarem completamente e desaparecerão na fase gasosa. Eles ainda se atraem, então a velocidade de cada molécula individual varia constantemente.

Agora, esses pontos de mudança são interessantes. Nestes pontos, vemos que com o calor adicionado, a velocidade média das moléculas não muda. A energia extra vai aumentar as distâncias entre as moléculas.

O que acontece em um carburador é bastante simples. A linha de combustível está sob pressão normal e as moléculas de combustível são embaladas em um fluido. Quando o combustível entra no carburador, ele encontra uma pressão mais baixa que permite que as moléculas se dispersem. Como esta dispersão aumenta a distância, a atração entre as moléculas desacelera as moléculas que escapam - isso é o resfriamento evaporativo.

Exatamente quanto de resfriamento você tem depende da atração em função da distância, que depende das moléculas exatas. E o combustível de aviação é uma mistura de muitos produtos químicos diferentes, o que é bastante complexo. Mas, em média, é previsível o suficiente para fins de engenharia. Mas sim, você pode precisar aquecer o carburador, senão você terá gotículas de combustível em vez de vapor.