Evaporación
La evaporación es un tipo de vaporización que ocurre en la superficie de un líquido cuando cambia a la fase gaseosa. [1] El gas circundante no debe estar saturado con la sustancia que se evapora. Cuando las moléculas del líquido chocan, se transfieren energía entre sí en función de cómo chocan entre sí. Cuando una molécula cerca de la superficie absorbe suficiente energía para superar la presión de vapor , escapará y entrará al aire circundante como un gas. [2] Cuando se produce la evaporación, la energía extraída del líquido vaporizado reducirá la temperatura del líquido, lo que dará como resultado un enfriamiento por evaporación. [3]
En promedio, solo una fracción de las moléculas en un líquido tiene suficiente energía térmica para escapar del líquido. La evaporación continuará hasta que se alcance un equilibrio cuando la evaporación del líquido sea igual a su condensación. En un ambiente cerrado, un líquido se evaporará hasta saturar el aire circundante.
La evaporación es una parte esencial del ciclo del agua . El sol (energía solar) impulsa la evaporación del agua de los océanos, lagos, la humedad del suelo y otras fuentes de agua. En hidrología , la evaporación y la transpiración (que implica la evaporación dentro de los estomas de las plantas ) se denominan colectivamente evapotranspiración . La evaporación del agua ocurre cuando la superficie del líquido queda expuesta, lo que permite que las moléculas escapen y formen vapor de agua; este vapor puede ascender y formar nubes. Con suficiente energía, el líquido se convertirá en vapor.
Para que las moléculas de un líquido se evaporen, deben estar ubicadas cerca de la superficie, deben moverse en la dirección adecuada y tener suficiente energía cinética para vencer las fuerzas intermoleculares de la fase líquida . [4] Cuando solo una pequeña proporción de las moléculas cumplen estos criterios, la tasa de evaporación es baja. Dado que la energía cinética de una molécula es proporcional a su temperatura, la evaporación se produce más rápidamente a temperaturas más altas. A medida que escapan las moléculas que se mueven más rápido, las moléculas restantes tienen una energía cinética promedio más baja y la temperatura del líquido disminuye. Este fenómeno también se denomina enfriamiento por evaporación . Esta es la razón por la evaporación del sudorrefresca el cuerpo humano. La evaporación también tiende a proceder más rápidamente con velocidades de flujo más altas entre la fase líquida y gaseosa y en líquidos con presión de vapor más alta . Por ejemplo, la ropa en un tendedero se secará (por evaporación) más rápidamente en un día ventoso que en un día tranquilo. Las tres partes clave de la evaporación son el calor, la presión atmosférica (determina el porcentaje de humedad) y el movimiento del aire.
A nivel molecular, no existe un límite estricto entre el estado líquido y el estado de vapor. En cambio, hay una capa de Knudsen , donde la fase es indeterminada. Debido a que esta capa tiene solo unas pocas moléculas de espesor, a escala macroscópica no se puede ver una interfaz de transición de fase clara. [ cita requerida ]
Los líquidos que no se evaporan visiblemente a una temperatura dada en un gas dado (p. ej., aceite de cocina a temperatura ambiente ) tienen moléculas que no tienden a transferir energía entre sí en un patrón suficiente para dar a una molécula la energía térmica necesaria para convertir en vapor. Sin embargo, estos líquidos se están evaporando. Es solo que el proceso es mucho más lento y, por lo tanto, significativamente menos visible.
