Sé que esto se ha preguntado antes pero no he podido entender las respuestas. Si alguien tiene una respuesta más sencilla por favor hágalo.
Mi simple lección de Geog acaba de decir que las moléculas de aire caliente están más separadas dejando mayores huecos para el vapor de agua. ¿Es esto correcto o es algo más que esto?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
ChrisA
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219
Esa explicación es errónea. El agua fría tiene menos presión de vapor que el agua caliente, por lo que encontramos menos vapor de agua en el aire que está frío, y (si el agua está disponible) más en el aire que está caliente. Esto sólo tiene que ver con la dependencia de la temperatura de la presión de vapor.
Mock
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106
Entre el punto de congelación y el de ebullición, la fase estable termodinámica es el agua líquida. Por lo tanto, al principio no debería haber moléculas de agua en el aire.
Pero para unirse, las moléculas de agua deben formar una frontera, y eso requiere energía. La ecuación de equilibrio es:
$$\Delta G .V + \gamma A < 0$$
donde $\Delta G$ es la energía libre de la masa de agua, y es negativa en las temperaturas y presiones en las que el agua líquida es la fase estable. $V$ es el volumen de la gota de agua
$\gamma$ es la energía por unidad de superficie del agua a la temperatura, y $A$ es la superficie de la gota. Este término es positivo.
Una gota esférica tiene el área mínima por volumen, y para un radio R la desigualdad se convierte:
$$\Delta G \frac{4}{3}\pi R^3 + \gamma 4\pi R^2 < 0$$
$$R > \frac{3 \gamma}{-\Delta G}$$
Cualquier reunión aleatoria de moléculas que formen un radio menor no es estable y vuelve a ser vapor de agua.
$\Delta G$ es negativo justo por debajo del punto de ebullición, y se vuelve más y más negativo a medida que la temperatura disminuye.
Así, en el aire más frío el radio crítico es menor, y es más fácil que las reuniones aleatorias formen gotas de agua estables, disminuyendo la cantidad en fase de vapor.
