Considere los siguientes dos escenarios:
Tomo un recipiente lleno de agua y evacuo el aire, el agua comenzará a hervir (o más bien puede hacerlo); si la presión en el recipiente es << presión atmosférica. (Digamos -1e3 hPa)
Ahora, considere un medio poroso casi seco, como un terrón de suelo arbitrario. En este, el agua puede moverse de acuerdo con las fuerzas capilares de un lugar a un lugar (energéticamente) más bajo. Qué fuerza se mide comúnmente en "potencial de agua", que puede ser tan bajo como ~ -1e7 hPa.
¿Por qué el agua hierve en el recipiente evacuado (-1e3 hPa) y no en los suelos secos con potenciales hídricos < -1e3 hPa?
¿Dónde está el error en mi pensamiento?
Si bien la presión capilar en el suelo es muchos órdenes de magnitud inferior a la presión atmosférica, también debe recordar que en el suelo, el agua todavía está en contacto con la atmósfera y, por lo tanto, tiene la presión atmosférica más la presión capilar.
Dado que la presión atmosférica es varios órdenes de magnitud mayor que la presión capilar, la presión sobre el agua en el suelo es (¿creo?)
Dado que el agua no hierve a la presión atmosférica, el agua del suelo no hierve, aunque el componente de presión capilar por sí solo sea bajo.
Si una monocapa de moléculas de agua se adsorbe en la superficie de un poro, el potencial de van der Waales que actúa sobre una molécula aumenta debido a la curvatura negativa de la superficie del agua (p. ej., menisco cóncavo) y la condensación capilar ya se establece por debajo de la presión de saturación de agua. Cambia la isoterma de sorción del material poroso hacia una mayor humedad de equilibrio. Como consecuencia, en este caso se necesita una presión más baja para evaporar el agua en comparación con la evaporación normal.
Como se menciona en la respuesta de DumpsterDoofus, es probable que esos potenciales sean relativos a las presiones atmosféricas, pero en magnitudes de 1 GPa eso es bastante irrelevante.
Es la presión del vapor de gas la que determina el equilibrio. La presión del líquido es casi irrelevante, por lo que en este caso, incluso si las fuerzas capilares redujeran la presión por debajo del cero absoluto, la tasa de evaporación no se vería afectada.
Un buen ejemplo de esto en la naturaleza son los árboles que miden más de 15 m. La presión cerca de las raíces es cercana a la atmosférica y se reduce más allá del cero absoluto, hasta las hojas, donde las presiones capilares permiten que las presiones negativas del líquido estén en equilibrio con la presión atmosférica positiva.
Una explicación molecular de por qué es la presión de vapor la que determina el equilibrio está aquí: Termodinámica de la evaporación
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Almiar