Evaporación: Ciclo del agua

La evaporación es el proceso por el cual el agua cambia de un líquido a un gas o vapor. La evaporación es la vía principal por la cual el agua se mueve desde el estado líquido hacia el ciclo del agua como vapor de agua atmosférico. Los estudios han demostrado que los océanos, mares, lagos y ríos proporcionan casi el 90 por ciento de la humedad en la atmósfera a través de la evaporación, mientras que el 10 por ciento restante es contribuido por la transpiración de las plantas.

Una pequeña cantidad de vapor de agua ingresa a la atmósfera a través de la sublimación, el proceso por el cual el agua cambia de un sólido (hielo o nieve) a un gas, sin pasar por la fase líquida. Esto sucede a menudo en las Montañas Rocosas cuando el viento seco y cálido de Chinook sopla desde el Pacífico a fines del invierno y principios de la primavera. Cuando un Chinook surte efecto, las temperaturas locales aumentan dramáticamente en cuestión de horas. Cuando el aire seco golpea la nieve, la convierte directamente en vapor de agua, evitando la fase líquida. La sublimación es una forma común de que la nieve desaparezca rápidamente en climas áridos.

¿Por qué se produce la evaporación?

El calor (energía) es necesario para que ocurra la evaporación. La energía se utiliza para romper los enlaces que mantienen unidas las moléculas de agua, por lo que el agua se evapora fácilmente en el punto de ebullición (212 ° F, 100 ° C), pero se evapora mucho más lentamente en el punto de congelación. La evaporación neta se produce cuando la velocidad de evaporación excede la velocidad de condensación. Existe un estado de saturación cuando estas dos tasas de proceso son iguales, momento en el que la humedad relativa del aire es del 100 por ciento. La condensación, lo opuesto a la evaporación, se produce cuando el aire saturado se enfría por debajo del punto de rocío (la temperatura a la que debe enfriarse el aire a una presión constante para que se sature por completo), como en el exterior de un vaso de hielo. agua. De hecho, el proceso de evaporación elimina el calor del medio ambiente, por lo que el agua que se evapora de la piel lo enfría.

La evaporación impulsa el ciclo del agua.

La evaporación de los océanos es el mecanismo principal que soporta la parte de la superficie a la atmósfera del ciclo del agua. Después de todo, la gran área de superficie de los océanos (más del 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por los océanos) brinda la oportunidad de que ocurra una evaporación a gran escala. En una escala global, la cantidad de agua que se evapora es aproximadamente la misma que la cantidad de agua entregada a la Tierra como precipitación. Sin embargo, esto varía geográficamente. La evaporación es más frecuente en los océanos que la precipitación, mientras que en la tierra, la precipitación supera habitualmente la evaporación. La mayor parte del agua que se evapora de los océanos vuelve a caer en los océanos como precipitación. Solo alrededor del 10 por ciento del agua evaporada de los océanos se transporta por tierra y cae como precipitación. Una vez evaporada, una molécula de agua pasa unos 10 días en el aire. El proceso de evaporación es tan grande que, sin la escorrentía de la precipitación y la descarga de agua subterránea de los acuíferos, los océanos se volverían casi vacíos.

La gente hace uso de la evaporación.

Si alguna vez te encuentras varado en una isla que necesita algo de sal, solo toma un tazón, agrega un poco de agua de mar y espera a que el sol evapore el agua. De hecho, una forma de producir sal de mesa es evaporar el agua salina en estanques de evaporación, una técnica utilizada por las personas durante miles de años.

El agua de mar contiene otros minerales valiosos que se obtienen fácilmente por evaporación. El Mar Muerto está ubicado en el Medio Oriente dentro de una cuenca hidrográfica cerrada y sin ningún medio de salida, lo cual es anormal para la mayoría de los lagos. El principal mecanismo para que el agua salga del lago es por evaporación, que puede ser bastante alta en un desierto, más de 1.300 a 1.600 milímetros por año. El resultado es que las aguas del Mar Muerto tienen la salinidad y la densidad más altas (por eso usted flota “más alto”; cuando está en el agua) de cualquier mar en el mundo, demasiado alto para sustentar la vida. El agua es ideal para ubicar estanques de evaporación para la extracción no solo de sal de mesa, sino también de magnesio, potasa y bromo. (Fuente: Descripción general de los recursos hídricos de Oriente Medio, Proyecto de bancos de datos de agua de Oriente Medio).

Enfriamiento evaporativo: ¡Aire acondicionado barato!

Anteriormente dijimos que el calor se elimina del ambiente durante la evaporación, lo que lleva a un enfriamiento neto; note el frío de su brazo cuando un médico lo frota con alcohol antes de sacar una jeringa con la aguja de aspecto aterrador que lleva puesta. En climas donde la humedad es baja y las temperaturas son altas, un evaporador más frío, como un “enfriador de pantano”, puede reducir la temperatura del aire en 20 grados F, mientras que aumenta la humedad. Como lo muestra este mapa, los enfriadores evaporativos funcionan mejor en las áreas secas de los Estados Unidos (áreas rojas marcadas con A) y pueden funcionar un poco en las áreas azules marcadas con B. En los EE. UU. Húmedos del este, se deben usar acondicionadores de aire normales.

Sí, los enfriadores de pantanos ya no son sólo para hogares. Después de todo, el proceso de evaporación es tan feliz como mantener a un perro fresco como a una casa. Los enfriadores por evaporación son dispositivos muy simples, al menos en comparación con los acondicionadores de aire. Los enfriadores de pantano absorben el aire seco y caliente del exterior y lo pasan a través de una almohadilla evaporativa que se mantiene húmeda con un suministro de agua. En un dispositivo doméstico, un ventilador aspira el aire a través de la almohadilla, el agua en la almohadilla se evapora, lo que resulta en un aire más frío que se bombea a través de la casa. Se utiliza mucha menos energía en comparación con un acondicionador de aire.

Factores que afectan la evaporación

El aire obstruido o contaminado dificulta la cantidad de aire requerido para causar la evaporación. También cuando la humedad es del 100 por ciento, y el aire está saturado con agua, eso también impide la evaporación. Cuando la presión del aire también es alta en la superficie de un cuerpo de agua, la evaporación se ve obstaculizada. Esta presión de aire empuja hacia abajo en el agua, lo que dificulta su escape a la atmósfera como vapor. Tal ocurrencia es probable en tormentas que resultan en una alta presión que dificulta la evaporación de acuerdo con National Geographic. Los niveles de temperatura también afectan la rapidez con que se produce la evaporación, ya que el agua hirviendo se evapora más rápido que el agua tibia. El viento también transporta agua evaporada, lo que influye en los niveles de humedad en las regiones.

Utilización de la evaporación

Durante miles de años, la evaporación se ha utilizado en los medios de vida. La sal de mesa se obtiene a partir de agua de mar salina por evaporación, en estanques de evaporación. El Mar Muerto en el Medio Oriente, que no tiene salida del río, depende de la evaporación del agua para salir de este lago. La evaporación en el Mar Muerto también ayuda en la extracción de minerales de magnesio, potasio y bromo de acuerdo con el Estudio Geológico de los Estados Unidos. Alrededor del 80 por ciento de toda la evaporación de agua proviene de los océanos y el resto de las aguas interiores y la vegetación.

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