Sé que si evaporas una molécula de agua, debe estar a 100°C para ser gaseosa, por lo que se llevará ese calor con ella si no estaba ya a esa temperatura. Esto tiene un efecto refrescante si, por ejemplo, estás mojado.
También sé que si se reduce la presión, también se reduce la temperatura de ebullición, y lo mismo para aumentar la presión.
De lo que no estoy seguro es si reducir la presión cambia los 100C que debe tener el agua gaseosa.
En particular, en el vacío, el agua básicamente herviría instantáneamente. Digamos que debido a la fuerza del vacío, la temperatura de ebullición es -50C. ¿El agua gaseosa todavía necesita estar a 100C, o también se ha reducido esa temperatura? ¿Las moléculas de agua que están hirviendo a -50°C aún necesitarían estar a 100°C para ser gaseosas, y por lo tanto cada una lleva consigo 150 grados de energía cuando se evapora en el vacío? ¿O se ha reducido el 100C a -50C, por lo que el agua hirviendo ya es lo suficientemente energética como para ser gaseosa y no extrae ninguna energía adicional de otra materia cercana?
Sé que si evaporas una molécula de agua, debe estar a 100C para ser gaseosa.
Es muy difícil asignar una temperatura a una molécula individual. La temperatura que medimos es una propiedad promedio sobre una colección de partículas.
Pero se podría decir que, en circunstancias normales (presión de 1 atmósfera), si el vapor de agua está a menos de 100 °C, la mayor parte se condensará nuevamente en líquido.
para que se lleve ese calor consigo si no era ya esa temperatura.
Por lo general, piensa en calentar el agua como dos pasos separados. Se agrega algo de energía al agua para elevarla a la temperatura de ebullición (basado en la capacidad calorífica del agua), y luego se necesita energía adicional para vaporizar el agua (basado en el calor latente de vaporización). Entonces, incluso sin aumentar la temperatura, la vaporización aún elimina energía del entorno.
¿Las moléculas de agua que están hirviendo a -50°C aún necesitarían estar a 100°C para ser gaseosas, y por lo tanto cada una lleva consigo 150 grados de energía cuando se evapora en el vacío?
No. Cuando un gramo de agua hierve (pasa de líquido a vapor) se necesitan 2260 J de energía, pero el vapor permanece a la misma temperatura. Si crea un recipiente de vapor bajando la presión en agua a temperatura ambiente, el vapor no se calienta repentinamente.
En palabras simples, las moléculas líquidas pasan al estado gaseoso después de haber adquirido una cierta cantidad de energía. A presión normal, elevar la temperatura a 100 °C ayuda a las moléculas a alcanzar esa energía, alejándose así unas de otras (debido al aumento de la aleatoriedad) hasta tal punto que eventualmente se convierte en gas. A medida que se reduce la presión, los espacios entre las moléculas aumentan de todos modos, por lo que se requiere menos energía para que puedan alejarse unas de otras y convertirse en gas.
En el vacío, debido a que no hay presión, el agua hierve instantáneamente.