L'acqua evapora senza una fonte di calore?

L'acqua evapora senza una fonte di calore?

Se stai chiedendo se l'acqua può evaporare senza aggiungere calore, la risposta è sì: la fonte di calore è l'acqua stessa.

Come ogni cosa, l'acqua ha una certa pressione di vapore di equilibrio che dipende dalla temperatura. Le molecole hanno energia intrinseca e sono quindi sempre in movimento; più sono calde, più si muovono energeticamente. Se tu potessi vedere il confine tra l'acqua e l'aria che la sovrasta, vedresti le molecole d'acqua che saltano dalla superficie (evaporando) e quelle che vi si precipitano dentro (condensando) dall'atmosfera.

In un sistema chiuso, mentre sempre più molecole evaporano, ci sarà un numero crescente di molecole di vapore disponibili per condensare di nuovo in acqua. Alla fine lo stesso numero di molecole (in media) si condenserà come evapora, e il sistema avrà raggiunto l'equilibrio.

Se il sistema non è chiuso, però, allora le molecole di vapore nell'aria sono libere di disperdersi, lasciando meno molecole disponibili per condensare di nuovo. Quindi più molecole evaporeranno che condensare, finché alla fine tutto il liquido sarà evaporato.

Questo spiega la "magia" dietro il raffreddamento evaporativo. Quando diciamo che un liquido ha una certa temperatura, in realtà stiamo misurando l'energia media delle molecole. Ma non tutte hanno la stessa quantità di energia: alcune possono averne molta di più, altre molto meno. Le molecole più energetiche (più calde) hanno maggiori probabilità di rompere la forza che crea la tensione superficiale e saltare nell'atmosfera, lasciandosi dietro le loro controparti meno energetiche. Quindi non è che l'evaporazione faccia raffreddare le molecole del liquido; l'evaporazione è semplicemente il processo di rimozione delle molecole più calde!

Va anche notato che tutto ha una pressione di vapore, anche i solidi. Un esempio comune è l'anidride carbonica, o "ghiaccio secco". La forma solida sublima - si trasforma direttamente da solido a vapore - generando le familiari nuvole che vediamo nelle produzioni teatrali e nelle dimostrazioni scientifiche. Ma questo è vero anche per tutti gli altri solidi! Pensaci in questo modo: sentiamo l'odore delle cose quando le loro molecole entrano in contatto con i recettori olfattivi del nostro naso, quindi se puoi sentirne l'odore, deve avere una pressione di vapore. Anche le cose che non possiamo odorare, come il legno, il vetro, la plastica e persino la pietra, hanno una pressione di vapore, anche se è molto, molto bassa. E questo significa che, dato abbastanza tempo, evaporeranno tutti!