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Calor de vaporización del agua
ResumenAlrededor del 50% de la energía solar absorbida en la superficie de la Tierra impulsa la evaporación, alimentando el ciclo del agua que afecta a diversos recursos energéticos renovables, como la energía eólica y la hidroeléctrica. Los últimos avances demuestran nuestra incipiente capacidad para convertir la energía de la evaporación en trabajo, pero se conoce poco el potencial de este recurso. Aquí estudiamos la energía disponible de la evaporación natural para predecir el potencial de este recurso omnipresente. Descubrimos que la evaporación natural de las superficies de agua abiertas podría proporcionar densidades de energía comparables a las de las actuales tecnologías eólica y solar, reduciendo al mismo tiempo las pérdidas de agua por evaporación a casi la mitad. Calculamos que hay hasta 325 GW de energía potencialmente disponible en Estados Unidos. Resulta sorprendente que la gran capacidad térmica del agua sea suficiente para controlar la producción de energía almacenando el exceso de energía cuando la demanda es baja, reduciendo así la intermitencia y mejorando la fiabilidad. Nuestros hallazgos motivan la mejora de los materiales y dispositivos que convierten la energía de la evaporación.
Explica cómo el vapor de agua en el aire puede terminar como agua en el océano
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La entalpía de vaporización (símbolo ∆Hvap), también conocida como calor (latente) de vaporización o calor de evaporación, es la cantidad de energía (entalpía) que debe añadirse a una sustancia líquida para transformar una cantidad de esa sustancia en un gas. La entalpía de vaporización es una función de la presión a la que se produce esa transformación.
La entalpía de vaporización suele citarse para la temperatura normal de ebullición de la sustancia. Aunque los valores tabulados suelen corregirse a 298 K, esa corrección suele ser menor que la incertidumbre del valor medido.
Los valores suelen citarse en J/mol, o kJ/mol (entalpía molar de vaporización), aunque a veces se siguen utilizando kJ/kg, o J/g (calor específico de vaporización), y unidades más antiguas como kcal/mol, cal/g y Btu/lb, entre otras.
Transpiración
Dado que el agua puede tardar mucho tiempo en evaporarse, puede hacer que los alumnos pasen a la segunda parte de la investigación después de registrar los tiempos de evaporación de la acetona y el alcohol isopropílico. Ten en cuenta que los tiempos de evaporación pueden variar según la humedad y las corrientes de aire. Integración en el plan de estudios Esta investigación podría incorporarse a una unidad sobre cambios de fase, cambios químicos y físicos y energía.
En esta actividad, explorarás el cambio de energía que acompaña al proceso de evaporación. La evaporación, al igual que la fusión o la congelación, es un ejemplo de cambio de fase: un cambio de una forma física de una sustancia a otra.
Durante la evaporación, las moléculas energéticas abandonan la fase líquida, lo que reduce la energía media de las moléculas líquidas restantes. Las moléculas líquidas restantes pueden entonces absorber energía de su entorno. Este proceso puede tener lugar a cualquier temperatura porque algunas de las moléculas de un líquido siempre tendrán suficiente energía para entrar en la fase gaseosa.
¿Qué fuente de energía evapora más agua de la superficie terrestre?
La evaporación se produce cuando un líquido se convierte en gas. Se puede visualizar fácilmente cuando los charcos de lluvia “desaparecen” en un día caluroso o cuando la ropa mojada se seca al sol. En estos ejemplos, el agua líquida no desaparece realmente, sino que se evapora en un gas llamado vapor de agua.
La evaporación se produce a escala mundial. Junto con la condensación y la precipitación, la evaporación es uno de los tres pasos principales del ciclo del agua en la Tierra. La evaporación representa el 90% de la humedad de la atmósfera terrestre; el otro 10% se debe a la transpiración de las plantas.
Las sustancias pueden existir en tres estados principales: sólido, líquido y gaseoso. La evaporación es sólo una de las formas en que una sustancia, como el agua, puede cambiar entre estos estados. La fusión y la congelación son otras dos formas. Cuando el agua líquida alcanza una temperatura suficientemente baja, se congela y se convierte en un sólido: el hielo. Cuando el agua sólida se expone a suficiente calor, se funde y vuelve a ser líquida. Cuando ese agua líquida se calienta más, se evapora y se convierte en un gas-vapor de agua.