Con respecto a los procesos atmosféricos, entiendo que se requiere energía para evaporar el agua al separar más las moléculas, es decir, un cambio de fase de líquido a gas. Luego, el aire asciende a la atmósfera antes de enfriarse y liberar calor latente a medida que las moléculas de agua se condensan. A menudo se afirma que esto es una importante transferencia de calor desde la superficie a la atmósfera. Entiendo cómo las moléculas evaporadas (convección) transportan el calor latente, pero ¿cómo se libera exactamente? El gas es un mal conductor del calor, por lo que no puede pasar de la conducción a moléculas de aire de menor temperatura y movimiento más lento. ¿Se irradia de alguna manera? No puede ser un proceso adiabático.
Según entiendo su pregunta, está interesado en el mecanismo de liberación de calor latente durante la condensación.
Ambas respuestas ante mí de alguna manera no se relacionan con esto, solo con el transporte antes de la condensación.
Lo que hay que entender aquí es que, a medida que el aire sube adiabáticamente y se enfría al mismo tiempo, alcanzará una temperatura baja que le permitirá condensarse nuevamente. Ahora, en la transición de fase, así como pusimos la energía antes para separar las moléculas, la recuperamos con la condensación. Pero las moléculas condensadas siempre estarán unidas a algunos núcleos de nucleación que pueden absorber la energía sobrante.
Si los núcleos de nucleación fueran pequeños (de tamaño molecular), podrían ganar energía cinética, pero como suelen ser partículas de polvo (~
m) pueden calentarse directamente.
Creo que puede visualizar este proceso quizás en una versión muy simplificada de la siguiente manera:
tiene 2 esferas sueltas, volando alrededor como un par (nuestra molécula de prueba). Ahora, tras la condensación, aparece una banda elástica mágica que acelera una partícula hacia la otra, hasta que la banda elástica alcanza el equilibrio (el estado sólido recién alcanzado). Pero la energía cinética restante (nuestro calor latente) acelerará la molécula solidificada o rebota con el grano de polvo mucho más grande donde la energía cinética se termaliza.
De hecho es un proceso adiabático.
La presión disminuye al aumentar la altura, por lo que cuando el aire sube se expande adiabáticamente y cuando se expande se enfría. Al mismo tiempo, la condensación del vapor de agua calienta el aire que asciende y se enfría y termina con un estado de equilibrio.
Creo que la respuesta que estás buscando es la radiación.
Pero hay algunas preguntas aquí, este proceso debe desglosarse un poco:
El punto importante es que la tierra solo pierde calor por la radiación del cuerpo negro, y que la atmósfera terrestre es opaca en las frecuencias donde irradia un objeto de 300 K. Por lo tanto, la radiación (y por lo tanto el calor) solo puede escapar de la atmósfera superior. El agua es importante porque aumenta la capacidad calorífica del aire a través del calor latente sobre el que está preguntando, que a su vez transporta más calor a la atmósfera superior donde puede escapar.
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