Como un experimento divertido, estoy tratando de evaporar agua en mi cocina. He calentado la mezcla a 45 °C, y me pregunto cuánto tiempo podría tomar evaporarse por completo.
Supongamos que el agua tiene 2 cm de profundidad en una bandeja plana (si eso es relevante).
La tasa de evaporación $E_r$ puede aproximarse por: $$E_r = C \times A \times (x_s - x) = 0.013$$ kg/h
$C$... coeficiente de evaporación $ = 25 + 19 \times v$
$A$... superficie de agua $= 0.03 $ m$^2$
$x_s$... humedad de saturación $= 0.027$ kg/kg (a 30 °C)
$x$... humedad absoluta $= 0.011 $ kg/kg (a 30 °C y 40 % de humedad relativa)
$v$... velocidad del aire sobre la superficie del agua $= 0.08$ m/s
Si mides la temperatura del aire sobre la superficie del agua - que he aproximado en 30 °C - puedes obtener una aproximación mucho mejor para tu caso. También, teniendo la humedad relativa, puedes encontrar los valores de $x_s$ y $x$ en un diagrama de Mollier (diagrama h-x).
PD: Gastarás mucha energía si quieres obtener la temperatura del agua a 45 °C. Calentar el aire en su lugar debería ser más efectivo.
Referencia: Enlace (en alemán)
Tengo curiosidad si te gustaría responder a una pregunta similar que publiqué en SE Earth Science, aquí: earthscience.stackexchange.com/questions/5071/…. Nunca recibí una respuesta y no quiero hacer una publicación cruzada.
@a href="http://earthscience.stackexchange.com/questions/5071/evaporation-loss-formulas" title="fórmulas de pérdida por evaporación">earthscience.stackexchange.com/questions/5071/…: Dado que tu primera fórmula también tiene en cuenta la temperatura de la superficie al calcular el coeficiente de evaporación, diría que es más precisa. Pero si estabas intentando calcular tasas de evaporación en condiciones de habitación, como en este post, entonces ambas deberían ser imprecisas. La única forma de estar seguro realmente es averiguar más sobre las condiciones específicas de prueba, bajo las cuales ambas fórmulas fueron construidas.
La Fórmula 2 utiliza la temperatura de la superficie del estanque de forma indirecta a partir de la presión de saturación calculada en B7.
Copié algunos datos cuando estaba tratando de predecir el tiempo de secado de una pintura:
"La evaporación del agua no depende de la profundidad de un lago. Depende de la temperatura y del viento."
"A 10°C, el nivel del agua disminuye en 0.9mm/día si el viento es cero, en 1.2mm/día con un viento de 2m/s, y en 1.7mm/día con un viento de 9 m/s."
"A 20°C, esos valores son respectivamente 3.2 mm/día, 4.5 mm/día y 6.1mm/día, cuando el viento sopla a 0 m/s, 2 m/s y 9 m/s."
"A 30°C, los mismos valores son respectivamente 6.8 mm/día, 9.6 mm/día, 12.9mm/día, cuando el viento sopla a 0, 2m/s y 9m/s."
"2 metros/segundo = 4.5 millas/hora; 9 m/s = 20.25 mph."
"Estos valores se tomaron de un libro de M. Dorsey, Properties of the Water Substance, Reinhold Co., Nueva York 1940"
Y hay una calculadora detallada en línea en https://www.engineeringtoolbox.com/evaporation-water-surface-d_690.html que comienza: "La evaporación del agua desde una superficie de agua, como una piscina o un tanque abierto, depende de la temperatura del agua, la temperatura del aire, la humedad del aire y la velocidad del aire sobre la superficie del agua."
Parece que la velocidad del aire a través de la superficie es tan importante como la temperatura. Siempre hay algunas moléculas de agua justo encima de la superficie del agua: el aire que sopla sobre la superficie las elimina. Sin velocidad del aire, no hay evaporación. Bueno, no es una aproximación perfecta, pero si tuvieras un recipiente muy alto, el último centímetro de agua tendría que evaporarse y luego difundirse hacia arriba hasta la parte superior y luego mezclarse con el aire para salir, y eso podría llevar mucho tiempo."
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Mi suposición es que estamos hablando de días. Simplemente vierta la solución en algo superficial y déjela reposar durante varios días en un lugar con una ventilación fuerte, utilicé este esquema para la evaporación de soluciones de algunas sales.
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También puede depender de la humedad ambiental. Si la humedad relativa en el aire es del 100%, entonces el aire ya está saturado de vapor de agua y el agua nunca se evaporará.
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¿Por qué, si la humedad relativa en el aire es del 100%, pero el aire está a 25 °C, y tu agua está calentada a 45 °C, entonces se evaporará? Aunque, por supuesto, esto no sería tan rápido como podría ser en un aire menos húmedo, y también obtendrás humedad por todas partes.