¿Cómo enfría el agua una bolsa de agua de lona?

Según tengo entendido la idea es muy simple:

como la botella está cubierta por una película de agua (debido a una fuga del recipiente), esta puede evaporarse. Debido a la distribución de Boltzman, esto también sucederá muy por debajo$100°C$. El proceso de evaporación toma energía del sistema (llamado calor latente). Esto enfría la botella.

Si el aire circundante está "lleno de agua", es más difícil que el líquido se evapore y, por lo tanto, ralentiza el proceso, por lo que siempre ayuda traer aire fresco al sistema.

Este es básicamente el concepto de sudoración también, donde puedes sentir inmediatamente el efecto del viento que sopla sobre tu piel húmeda.

Espero que esto ayude y no me perdí algo.

Este es un problema interesante. No he oído hablar de la aplicación específica antes, pero creo que puedo explicar lo que está pasando.

¿Por qué el agua se filtra a través de la bolsa? ¿Es porque las moléculas de agua tienen una distribución de velocidad de Maxwell y solo se filtran las moléculas más rápidas?

Probablemente no esté estrechamente relacionado con la distribución de la velocidad de las moléculas, sino más bien con un efecto de "absorción" debido a la acción capilar . Aquí hay una foto:

En términos generales, las moléculas de agua son atraídas por las fibras de la lona (que en su mayoría son de celulosa y son hidrofílicas ) casi tanto como lo son entre sí. A medida que el agua se arrastra al azar a lo largo de la superficie de una fibra de celulosa, arrastra otras moléculas de agua junto con ella. En espacios reducidos, este efecto puede extraer un gran volumen de agua de un recipiente (piense en una esponja seca o una toalla de papel seca sumergida en agua).

¿Qué mecanismo está ocurriendo para que el calor que se elimina del agua evapore el agua en la superficie de la bolsa? ¿La radiación no contribuye también aquí?

Una vez que el agua llega a la superficie, la distribución de la velocidad juega un papel mucho más importante. El concepto erróneo clave en su pregunta tiene que ver con la dirección de la transferencia de calor. Cuando una molécula de agua se evapora, no pierde calor, sino que gana calor. La evaporación es un proceso endotérmico. Lo que sucede es que algunas de las moléculas de agua obtienen aleatoriamente suficiente energía cinética de las colisiones con otras moléculas de agua y de la atmósfera (y también de la radiación) para liberarse de las fuerzas que las mantienen unidas.

A medida que se elimina esa energía cinética del sistema, las moléculas de agua en la bolsa ceden parte de su energía cinética, lo que resulta en una pequeña pérdida de calor. Como dijo @Hagadol, esta es la misma razón por la que sudar "funciona".

¿Por qué moverse aumenta el efecto de enfriamiento más rápido?

Esta es (para mí) la parte realmente interesante. Para un sistema de moléculas líquidas en equilibrio con un gas (como el agua y el aire), algunas de las moléculas líquidas siempre tendrán suficiente energía cinética para liberarse de la superficie. Si están en un recipiente cerrado, rebotarán por un tiempo hasta que encuentren el camino de regreso al líquido. En algún punto, la tasa de moléculas que ingresan al líquido es igual a la tasa de moléculas que salen del líquido, y se llega a lo que se llama un equilibrio dinámico :

¿Qué sucede si el recipiente no está cerrado y eliminamos el vapor de agua tan pronto como se forma?

Bueno, ahora el vapor de agua no encuentra su camino de regreso al líquido; cuando se va, se va. Y así, la tasa general de evaporación aumenta y el agua se enfría más rápido. Si el aire fluye sobre la superficie del agua, la tasa aumentará aún más.

En conjunto, estos explican muchas otras cosas también:

1. La sudoración es más efectiva cuando no está húmeda (calor "seco" versus "húmedo")
2. El agua se evapora más lentamente en lugares frescos y oscuros donde hay poco movimiento de aire (sótanos y cuevas, por ejemplo)
3. El agua se evapora rápidamente cuando brilla el sol y no hay mucha humedad.
4. El viento hace que el agua se evapore más rápidamente, lo que hace que el clima se sienta más frío (el efecto de "escalofrío", o la razón por la que soplar sobre la piel hace que se sienta frío)
5. Una lata de gas licuado comprimido se enfriará a medida que se ventile el gas (botellas de gas o "polvores" electrónicos)
6. La ropa mojada te hace sentir más frío (el calor de tu cuerpo se evapora en el agua)
7. La ropa pesada (seca) te hace sentir más cálido (el sudor no se evapora)
8. Las telas diseñadas para "absorber" el sudor son más cómodas porque el sudor se elimina del contacto directo con la piel, lo que a su vez reduce la energía térmica extraída del cuerpo si se permite que el sudor se evapore de las capas exteriores de la ropa. . La acción capilar aleja el sudor de la piel hacia las capas exteriores de la ropa, lo que evita el enfriamiento excesivo cuando deja de sudar y, por lo tanto, lo mantiene más cómodo.

Hay muchos más ejemplos, ¡estos son solo algunos!

Esto parece ser una idea de diseño, no una botella real que alguien haya hecho, por lo que todo lo que podemos continuar es la información proporcionada por el diseñador.

No veo nada sobre 'filtrar'. En cambio , el diseñador Benjamin Helle dice :

Si alguna vez ha tomado una bebida fría al aire libre bajo el sol, habrá visto gotear gotas de agua por el costado

Esto se refiere al agua de la atmósfera que se condensa en el vidrio frío, no a la filtración. Dado que la condensación es evaporación a la inversa, no habría un efecto general de enfriamiento al dejar que el agua se condense y luego se evapore nuevamente.

No funcionará como se describe.

Esta es la forma en que funcionan estas bolsas de agua. Primero las sumerge en agua, luego las llena y las cuelga. El agua del interior mantiene la bolsa húmeda y la humedad de la superficie exterior se evapora. Enfría el agua del interior. lo que sería sin efecto de enfriamiento en absoluto