¿El calor de vaporización del agua depende en gran medida de la humedad relativa del gas en el que se evapora?
Un poco de contexto: si queremos calcular el punto de rocío del agua, encontramos la temperatura a la cual la presión parcial del agua se encuentra en el límite líquido/vapor del diagrama de fase del agua. Esta es la razón por la que el agua se puede evaporar de nuestros cuerpos aunque no la calentemos cerca de su punto de ebullición.
El calor de vaporización debe depender de la presión (además de depender de la temperatura). Sin embargo, cuando se especifica el calor de vaporización, la mayoría de las referencias solo especifican la temperatura ambiente total , generalmente 1 atmósfera. ¿Por qué se usa la presión total en este caso en lugar de la presión parcial? Y si la presión parcial es lo que importa después de todo, ¿no sería importante la humedad relativa al calcular los calores de vaporización? Por supuesto, la humedad relativa rige la tasa y la cantidad total de evaporación, por lo que no podemos refrescarnos sudando en un clima húmedo, pero mi pregunta no se trata de eso.
El calor de vaporización está relacionado con el cambio de entalpía, mientras que el punto de rocío está relacionado con el cambio de energía libre, es decir, entalpía más entropía. Por eso son muy diferentes en cuanto a la humedad relativa.
La entalpía de un gas es más o menos independiente de la presión o de la presión parcial, porque las moléculas de gas en realidad no interactúan entre sí. A presiones increíblemente altas habría algún efecto sobre la entalpía, por supuesto, pero el efecto a presiones diarias es muy bajo. La presión afecta principalmente a un gas a través de la entropía, no de la entalpía.
La entalpía de un líquido depende en cierta medida de la presión total: una alta presión acercará las moléculas y, por lo tanto, cambiará sus energías de interacción. Pero, obviamente, la entalpía del líquido no depende de cuáles sean las presiones parciales del gas, solo puede depender de la presión interna total del líquido.
Entonces, la respuesta es: el calor de vaporización, al estar relacionado con la entalpía y no con la entropía, esencialmente no depende de la humedad relativa. (dada una presión de aire total constante)
-- ACTUALIZAR --
Vaya, cada vez que escribí "entalpía" debería haber dicho "entalpía por molécula" o "entalpía por mol" ["entalpía molar"]. Puedes comprobar por ti mismo que la entalpía por molécula de un gas ideal es independiente de la presión o presión parcial. Para un gas del mundo real, es aproximadamente independiente. Las cantidades "por mol" son lo que importa para el punto de rocío, etc.
Juan Rennie
kleingordon
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