¿Cómo se evapora el agua si no hierve?

La evaporación es un proceso diferente a la ebullición. El primero es un efecto de superficie que puede ocurrir a cualquier temperatura, mientras que el segundo es una transformación masiva que solo ocurre cuando las condiciones son las correctas.

Técnicamente, el agua no se está convirtiendo en gas, pero el movimiento aleatorio de las moléculas de la superficie permite que algunas de ellas tengan suficiente energía para escapar de la superficie al aire. La velocidad a la que abandonan la superficie depende de una serie de factores, por ejemplo, la temperatura del aire y del agua, la humedad del aire y el tamaño de la superficie expuesta. Cuando el puente está 'vaporizando': la madera está un poco más caliente que el aire (debido al brillo del sol), el aire está muy húmedo (ha estado lloviendo) y el agua se extiende para exponer una superficie muy grande. De hecho, dado que el aire es más frío y está casi saturado de agua, las moléculas de agua se condensan casi de inmediato en microgotas en el aire, razón por la cual puedes verlas.

Por cierto, como el vapor de agua es un gas, es completamente transparente. Si puede verlo, entonces es vapor, que consiste en pequeñas gotas de agua (básicamente, vapor de agua que se ha condensado). Considere una tetera hirviendo: el penacho blanco solo se produce a una corta distancia por encima del pico. Por debajo es vapor de agua, por encima se ha enfriado hasta convertirse en vapor. El vapor desaparece después de un tiempo, ya que se ha evaporado una vez más.

Para cada temperatura, existe cierta cantidad de vapor de agua que puede existir como gas mezclado con el aire. Esto se llama la presión de saturación del agua a esa temperatura. La humedad relativa es la cantidad de presión de vapor de agua, expresada como porcentaje de la presión de saturación. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la presión de saturación.

El vapor es agua en su fase gaseosa.

No puedes ver el vapor de agua, no puedes ver el vapor, pero puedes ver la niebla, que son gotas de agua líquida suspendidas en el aire.

Cuando hierves agua en la estufa, obtienes vapor. Este luego se enfría cuando entra en contacto con el aire, aumentando la humedad relativa por encima del 100%, por lo que el vapor de agua se condensa en forma de niebla.

Si la humedad relativa es superior al 100 %, el vapor de agua se condensará en el aire y se convertirá en rocío y/o neblina. Si la humedad relativa es inferior al 100 %, el agua se evaporará en el aire y se convertirá en vapor de agua.

Si el puente de madera está más caliente que el aire circundante y la humedad relativa es de alrededor del 100 %, entonces el agua se evaporará del puente de madera y se convertirá en vapor de agua (la humedad relativa es más baja justo al lado del puente, porque el puente está más cálido). Cuando el aire que contiene este vapor de agua se eleva y se enfría, el agua se condensa y se convierte en la niebla que ves.

Aquí hay un gráfico de la presión de saturación (de este sitio web ). Note que a 100°C, la presión es$\approx10^5$Pensilvania$=1000\,$hPa, que es aproximadamente la presión atmosférica. Esto significa que a 100°C, puedes tener vapor de agua pura a presión atmosférica. Esta es la razón por la que el agua hierve a 100 °C al nivel del mar: se puede formar una burbuja de vapor debajo de la superficie del agua. A mayores altitudes, el punto de ebullición puede ser sustancialmente menor.

Por debajo del "punto de ebullición" (no siempre 100 °C), el agua puede existir tanto en fase gaseosa como líquida, y tiene una presión de vapor dependiente de la temperatura, que representa un punto de equilibrio entre el agua líquida que quiere evaporarse y el vapor de agua que quiere condensarse. Cuando el agua líquida se encuentra con el aire seco, no está en equilibrio; las moléculas de agua se evaporan de la superficie hasta que la cantidad de agua en el aire crea suficiente presión de vapor para lograr el equilibrio.

Cuando el agua se calienta a una temperatura de 100 °C, la presión de vapor es igual a la presión del aire a nivel del mar. Como la presión del aire ya no puede superar la presión de vapor del agua, el agua hierve.

En elevaciones más altas, la presión del aire es más baja; a medida que se calienta el agua, su presión de vapor supera la presión del aire ambiental a una temperatura más baja, es decir, el punto de ebullición es más bajo.

Viceversa para presiones más altas.

En cuanto al vapor que sale del puente, en realidad es vapor de agua que se condensa. Muy cerca de las superficies mojadas, el aire está saturado de vapor de agua, que es transparente. También es menos denso que el aire seco, por lo que asciende. A medida que se eleva y se aleja de lo que probablemente sea una superficie cálida, se enfría. A medida que se enfría, se condensa, pero también se mezcla con más aire seco, por lo que se evapora nuevamente y desaparece.

El vapor que se eleva desde un puente tibio es la vaporización del agua. El agua hirviendo es la vaporización del agua. Refrescarse con una brisa después de un entrenamiento sudoroso es vaporización de agua. Todos dan como resultado el mismo cambio de fase con el mismo calor latente de vaporización de 540 cal./gramo, que es un efecto de enfriamiento muy poderoso.

El agua hirviendo es un subconjunto de la vaporización del agua, donde el calentamiento del agua es lo suficientemente rápido como para que la vaporización ocurra muy rápidamente Y hay suficiente agua para que la vaporización ocurra bajo el agua.