Este sitio dice que el vapor de agua no es visible.
Sin embargo, echa un vistazo a esta imagen:
¿No es eso vapor de agua?
El vapor de agua es un gas claro e incoloro, por lo que no se puede ver a simple vista.
Lo que ve en la foto en su segundo enlace es (parcialmente) vapor de agua condensado , es decir, niebla (o niebla). La niebla contiene gotas de agua diminutas y discretas y la luz rebota en su superficie en direcciones aleatorias, provocando la visibilidad.
El vapor de agua, por el contrario, solo contiene moléculas libres, demasiado pequeñas para que la luz rebote, por lo que el vapor de agua pura (sin condensación) es invisible, como la mayoría de los gases (algunos gases son transparentes pero coloreados como el cloro gaseoso).
El problema es causado por las definiciones de vapor y vapor en la física y en el lenguaje común.
La definición física de vapor de agua y vapor es la fase gaseosa del agua . En lenguaje común es "la nube blanca sobre la olla con agua tibia cuando hace frío allí" .
Tome una tetera de vidrio y póngala en una estufa y hierva el agua en ella.
Verá burbujas creciendo en el fondo y desapareciendo en el volumen de agua. Esas burbujas solo contienen vapor de agua. Si alcanza la temperatura de ebullición en todo el volumen, tales burbujas dejarán de desaparecer y correrán hacia la parte superior donde explotarán.
También verás que esas burbujas son incoloras en lugar de ser blancas o grises. Eso significa que están llenos de gas incoloro (invisible) - vapor de agua.
Una vez que revientan, el vapor deja el agua caliente que lo rodea y entra en el aire más frío donde se disuelve hasta que alcanza el punto de saturación y no se puede disolver más vapor de agua, por lo que se condensa. Encima de la tetera forma "vapor", en el exterior forma niebla y nubes. Se condensa en cualquier interfaz que pueda (tapa, polvo, gotas de agua) y forma una mezcla de aire húmedo y gotas de agua. Ambas fases son incoloras, pero debido a los diferentes índices de refracción, la luz se rompe allí y se puede ver una nube blanca (gris) de vapor.
Al observar el vapor que sale de la tetera, puede ver que se desvanece. Es causado por gotitas de alta temperatura que alcanzan el aire no saturado, se evaporan nuevamente y forman una fase incolora: aire húmedo.
La burbuja se forma cuando (una pequeña cantidad) de agua líquida se vuelve gaseosa, la burbuja contiene solo agua. No hay gases, solo contiene vapor de agua. Cuando la burbuja revienta, el vapor que contiene se liberará a la mezcla de gases llamada aire y se difundirá en ella (aumentando la humedad absoluta). Si no era agua sino cloro líquido, el cloro gaseoso se difundirá en su lugar (aumentando su concentración en el aire). Si fuera un bloque de hielo seco, se libera gas de dióxido de carbono y se disuelve en el aire.
Cuando la temperatura está por debajo del punto de rocío (impulsado por la humedad y la presión), el contenido de agua en el aire (sobre)saturado se condensará. En caso de agua hirviendo, la humedad cambia (aumenta) y, por lo tanto, el agua en el aire se condensa y forma la nube de vapor opaco blanco. En caso de cloro, verá una nube amarilla transparente. En caso de hielo seco el calor consumido para calentar el bloque y evaporar el dióxido de carbono provoca disminución de la temperatura del aire húmedo en el entorno. Cuando la temperatura desciende por debajo del punto de rocío, el agua se condensará y verá una nube blanca y opaca.
La nube de vapor es blanca porque el agua no absorbe la luz de una longitud de onda específica (color). Es opaco debido a la gran cantidad de pequeñas partículas que son redondas o están orientadas al azar. Por lo tanto, reflejan la luz en direcciones aleatorias. Nube hecha de sulfato de cobre, , el polvo será azul (debido a la absorción selectiva de la luz) y opaco (debido a la dispersión de la luz).
Supongamos que tenemos un pequeño volumen de vapor de agua caliente solo rodeado de aire frío y húmedo.
Lo que observará depende en gran medida de la(s) temperatura(s), la presión y los volúmenes. Si la humedad del aire es lo suficientemente baja, el agua se disolverá sin ningún efecto. Si la humedad es lo suficientemente grande, la temperatura en el vapor de agua y cerrar el borde puede caer por debajo del punto de rocío y, debido al estado de sobresaturación, el vapor puede condensarse y liberar otro calor (entalpía de condensación). Esto formará la nube visible. Luego, las gotas de agua se difunden en el aire y pueden evaporarse (y consumir la misma cantidad de calor que se liberó durante la condensación) o disiparse en el volumen. En ambos casos la nube se volverá indistinguible del resto del volumen.
Su pregunta es en parte una pregunta de idioma . El lenguaje natural es terriblemente impreciso y ambiguo. Esta es la razón subyacente por la que todas las ciencias desarrollan su propia terminología.
En este caso, dos de los cuatro significados enumerados por Merriam-Webster para vapor son, lamentablemente, casi opuestos entre sí.
Concretamente:
Sí, las nubes blancas que ves son "vapor" en el lenguaje cotidiano, como todos los adultos se complacen en señalar a un niño de tres años. Esta es la primera definición en la entrada de Merriam-Webster sobre vapor:
Materia difusa (como humo o niebla) suspendida flotando en el aire y deteriorando su transparencia.
Este "vapor" es una niebla, como las nubes: Diminutas gotas de fluido suspendidas flotando en el aire.
No, lo que ves enfáticamente no es "vapor" en el sentido científico. Científicamente, el vapor se define como
una sustancia en estado gaseoso a diferencia del estado líquido o sólido
como la segunda definición de vapor en los estados de Merriam-Webster. Para saber qué es un gas podemos mirar su artículo de Wikipedia:
Un gas puro puede estar formado por átomos individuales (p. ej., un gas noble como el neón), moléculas elementales formadas por un tipo de átomo (p. ej., oxígeno) o moléculas compuestas formadas por una variedad de átomos (p. ej., dióxido de carbono).
El vapor de agua, es decir, el agua en estado gaseoso, consiste en consecuencia en moléculas de agua individuales que no reflejan o (a esta escala) absorben o dispersan significativamente la luz visible debido a su pequeño tamaño. Debido a que la niebla visible, o las nubes, sobre el agua hirviendo, que se denominan "vapor" en el lenguaje cotidiano, consisten en pequeñas gotas de agua fluida (¡no gaseosa!), no son "vapor" en este sentido científico. Paradójicamente, el vapor de agua en el sentido científico es exactamente lo que no ves en la imagen.
Casi todos los gases se pueden condensar en un líquido a cierta temperatura, y casi todos los líquidos se pueden "evaporar" como un gas ※ . Es solo que algunos pasan por esta transformación a alta temperatura y otros a baja temperatura.
El punto de transición del agua (a la presión del nivel del mar) es de 100 grados C, por lo que la mayoría de las veces la experimentas como un líquido. El oxígeno, por otro lado, hierve a -183 °C, por lo que solo se ve el líquido cuando se condensa con un equipo especial.
Pero por debajo de su punto de ebullición, el agua aún se evapora en el aire en cantidades relativamente pequeñas, hasta que se alcanza el "punto de saturación" para una temperatura y presión determinadas. (De esto es de lo que hablan los meteorólogos cuando hablan de "porcentaje de humedad".) Cuando el agua está cerca del punto de saturación (cerca del "100 por ciento de humedad"), cambia de líquido a gas, y así pequeñas gotas de agua pueden terminar suspendido en el aire. Son estas pequeñas gotas las que ves en la niebla, las nubes, el "vapor" que sale de una tetera, etc.
※ Digo "bastante" porque algunos materiales pueden pasar por una transformación química de algún tipo antes de alcanzar su "punto de ebullición".
Cuando la molécula de agua cambia a vapor en un entorno ideal, es invisible a simple vista. En el estado de condensación, las moléculas reflejan los rayos de luz por el principio de flexión, por lo tanto, podemos observar esta condensación de vapor como un efecto de humo de velo.
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