La condensación

En el colegio aprendimos que en la naturaleza, el agua evaporada (ver evaporación) de ríos, lagos y mares y, también de las plantas, se evapora y se condensa formando las nubes. Pero... ¿qué es la condensación? ¿Por qué se produce? ¿Puede calcularse? ¿ Hay más casos de evaporación?... Veamos:

Se llama condensación al proceso de cambio de estado de la materia de gas a líquido.

El proceso de condensación suele tener lugar cuando un gas es enfriado hasta su punto de rocío, en el que se forman gotas de agua. El punto de rocío depende de factores como la temperatura y la presión. Resumiendo:

GAS + FRÍO = LÍQUIDO.

Ahora, veamos como calcular el punto de rocío.

Antes que nada hay que tener claro el concepto de humedad relativa (H). La humedad relativa es una medida del contenido de humedad del aire que se mide en porcentaje. Por ejemplo, cuando llueve, la humedad relativa llega al 100%, en cambio, en un desierto, la humedad relativa es baja, por ejemplo un 5%. La humedad relativa puede ser medida con un Higrómetro.

Sabiendo ya a que se nos referimos con humedad relativa, veamos la fórmula.

Pr = Punto de rocío.

T = Temperatura en grados. C.

H = Humedad relativa.

La fórmula de abajo es la más utilizada por ofrecer datos más precisos, aunque en algunos casos, da un valor erróneo.

Antes hemos dicho que la presión influye en el punto de rocío. Y aunque no vamos a desarrollarlo en esta entrada, podríamos decir que: A mayor presión, mayor energía para pasar de gas a líquido.

La condensación es un proceso muy común en nuestra vida diaria. La lluvia se forma por la evaporación y después por la condensación, cuando estamos en un ambiente fresco nuestro aliento forma pequeñas gotas que llamamos vaho...

Evaporización, todo lo que hay que saber.

La evaporación es un proceso físico que consiste en el pasaje lento y gradual de un estado líquido hacia un estado más o menos gaseoso, en función de un aumento natural o artificial de la temperatura, lo que produce influencia en el movimiento de las moléculas, agitándolas. Con la intensificación del desplazamiento, las partículas escapan hacia la atmósfera transformándose, consecuentemente, en vapor.

En el gráfico superior, se observa la curva que indica los valores en los que el agua pasa de estado líquido a su punto de ebullición para transformarse en vapor. Remarcado se observan los datos: en condiciones normales de presión ( una presión de 760 mm de columna de mercurio = 1 atm. ) a 100º el agua empieza a evaporarse. Si aumenta la presión atmosférica, debe aumentar la temperatura para poder hervir el agua. Y viceversa.

La evaporación es un fenómeno en el cual átomos o moléculas en el estado líquido (o sólido, se la substancia sublima) ganan energía suficiente (calor) para pasar al estado de vapor. El movimiento térmico de una molécula de líquido debe ser suficiente para vencer la tensión superficial.

Por otro lado no es impescindible llegar a a temperatura de ebullición para que se produzca la evaporación. De hecho en los mares, lagos o rios, esta se produce a temperaturas relativamete cerca a 0 grados celsius.

Una de las expresiones más simples ha sido propuesta por Visentini, y se aplica para cálculos aproximados en superficies líquidas situadas en cotas bajas, donde se puede considerar que la presión atmosférica es de aproximadamente 760 mm de columna de mercurio. Las fórmulas empíricas propuestas por Visentini son:

E = 75t
(para lagos o embalses con cota inferior a 200 msnm) (msnm= metros sobre el niveldel mar).
E = 90t
(para lagos o embalses con cota entre 200 y 500 msnm)
E = 90t + 300
(para lagos o embalses con cota superior a 500 msnm)

Donde:

E = Evaporación anual en mm
t = Temperatura media anual en grados celcius

Rizando un poco más el rizo e intentando no liar la cosa demasiado explicaré la ecuación de Bowen-Sartori que permite el cálculo de los trés casos de flujo de masa que pueden ocurrir cuando una superficie libre de agua es expuesta al aire. Por tanto tiene perdidas de energia por la transmisión de calor entre el agua y el aire a causa de la diferencia de temperatura.



Qc,pa es la pérdida de calor de una superficie de agua por convección en W/(m2•K)
Qe es la perdida de calor de una superficie de agua por evaporación en W/(m2•K)
Tp y Ta son las temperaturas del agua y del aire en Kelvin (o Celsius)
Pwp y Pa son las presiones del vapor de la superficie del agua y del aire
p es la presión barométrica, con todas presiones en mmHg (Bowen, 1926).
0,46 constante que significa el calor específico medio del vapor de agua (Kcal, kgºC)
rh es la cantidad máxima de agua que admite el aire por unidad de volumen.




¿Quieres ver la CONDENSACIÓN? 

La estela de los aviones.

La estela que se forma detrás de los aviones con motor a reacción se debe a la condensación del vapor de agua expulsado por los motores (que es uno de los productos de la combustión y se halla a altas temperaturas). Cuando este vapor de agua es liberado se enfría rápidamente en contacto con el aire que lo rodea. Al enfriarse, si la humedad atmosférica es alta, se condensa formando una nube (la estela). Si esto ocurre a grandes altitudes, el vapor liberado se transforma directamente en pequeños cristales de hielo.



Si no hay humedad suficiente la estela no se forma o es poco persistente.
Voy a darte un ejemplo tonto pero válido. Nosotros liberamos por la boca vapor de agua como producto de nuestra respiración. En un día frío y húmedo veremos salir un "humo" de la boca que no es otra cosa que ese vapor de agua que se condensa al enfriarse. Si el aire está seco, este no se forma (y no vemos nada). Lo mismo ocurre con el vapor de agua que sale de los motores del avión.
La persistencia de la estela, y la longitud que puede alcanzar, dependerá de la humedad, y por supuesto también de la velocidad del viento y la temperatura en la capa de aire en la que se mueve el avión.

La formación de estas estelas quiere decir que existe gran cantidad de humedad muy fría en esos estratos atmosféricos, y su formación es similar a los cirros. Se utiliza por los meteorólogos para predecir el tiempo y dependiendo de sus características, para predecir posibles precipitaciones entre 12 o 24 horas.