Evaporazione in condizioni ambiente
Ciao a tutti, vi scrivo perché non riesco a capire un concetto apparentemente semplice.
Immaginiamo infatti di avere degli indumenti bagnati stesi su uno stendino. Fra i loro tessuti è presente acqua in fase liquida.
Tutto nasce dalla domanda:
Un professore di Fisica mi ha detto che:
"Il processo di evaporazione non avviene per ebollizione. Il motore di questo processo è la differenza tra la pressione parziale in cui si trova il sistema e la pressione che avrebbe in condizioni di equilibrio".
Scontato dire che non ho capito questa sua frase. Non ho continuato ad infastidirlo con altre domande perché, a detta sua, era un concetto banale, ed il mio non averci capito [strike]na mazza[/strike] mi imbarazzava un po'.
- La pressione parziale della suddetta frase sarebbe quella del vapore acqueo già presente nell'aria? O quella dell'acqua liquida presente fra i tessuti?
Considerando ad esempio l'acqua liquida presente nei tessuti di alcuni indumenti, non capisco come ci si possa riferire alla sua pressione parziale.
- Non ho capito inoltre come faccio a sapere a priori quale pressione è la pressione che si avrebbe in condizioni di equilibrio.
Grazie a chiunque sappia aiutare un super cocciuto e super curioso!
Buona serata
training
Immaginiamo infatti di avere degli indumenti bagnati stesi su uno stendino. Fra i loro tessuti è presente acqua in fase liquida.
Tutto nasce dalla domanda:
Come mai l’acqua evapora in condizioni ambiente?
Un professore di Fisica mi ha detto che:
"Il processo di evaporazione non avviene per ebollizione. Il motore di questo processo è la differenza tra la pressione parziale in cui si trova il sistema e la pressione che avrebbe in condizioni di equilibrio".
Scontato dire che non ho capito questa sua frase. Non ho continuato ad infastidirlo con altre domande perché, a detta sua, era un concetto banale, ed il mio non averci capito [strike]na mazza[/strike] mi imbarazzava un po'.
- La pressione parziale della suddetta frase sarebbe quella del vapore acqueo già presente nell'aria? O quella dell'acqua liquida presente fra i tessuti?
Considerando ad esempio l'acqua liquida presente nei tessuti di alcuni indumenti, non capisco come ci si possa riferire alla sua pressione parziale.
- Non ho capito inoltre come faccio a sapere a priori quale pressione è la pressione che si avrebbe in condizioni di equilibrio.
Grazie a chiunque sappia aiutare un super cocciuto e super curioso!
Buona serata
training
Risposte
Nei dintorni dei panni bagnati la pressione di vapore è quella che corrisponde al vapore saturo alla temperatura ambiente: se ci metti in igrometro ti segnerà 100% o quasi. Più lontano in genere l'aria non è satura, così che c'è un trasporto di vapore d'acqua verso l'ambiente. Se invece l'aria fosse già satura di suo, i panni non asciugherebbero. Per es. avrai notato che quando c'è aria secca non si suda o comunque si asciuga subito, con aria umida si suda e il sudore rimane liquido.
"mgrau":
Nei dintorni dei panni bagnati la pressione di vapore è quella che corrisponde al vapore saturo alla temperatura ambiente: se ci metti in igrometro ti segnerà 100% o quasi. Più lontano in genere l'aria non è satura, così che c'è un trasporto di vapore d'acqua verso l'ambiente. Se invece l'aria fosse già satura di suo, i panni non asciugherebbero. Per es. avrai notato che quando c'è aria secca non si suda o comunque si asciuga subito, con aria umida si suda e il sudore rimane liquido.
"Nei dintorni dei panni bagnati la pressione di vapore è quella che corrisponde al vapore saturo alla temperatura ambiente"
Ma se l'acqua nei tessuti è liquida, come facciamo a parlare dell'acqua dei tessuti che, in fase non liquida, ha una pressione parziale di saturazione nell'aria?
Se metti dell'acqua in un recipiente chiuso, nello spazio vuoto troverai vapore d'acqua alla pressione di saturazione a quella temperatura.
Se il recipiente è aperto, e fuori l'aria non è satura, c'è un continuo passaggio di acqua dallo stato liquido a quello di vapore, che poi si diffonde nell'ambiente, fino a che tutta l'acqua evapora.
Se il recipiente è aperto, e fuori l'aria non è satura, c'è un continuo passaggio di acqua dallo stato liquido a quello di vapore, che poi si diffonde nell'ambiente, fino a che tutta l'acqua evapora.
"mgrau":
Se metti dell'acqua in un recipiente chiuso, nello spazio vuoto troverai vapore d'acqua alla pressione di saturazione a quella temperatura.
Sempre? anche se mi trovo a $1°C$ ?
P.S. nel frattempo ti ringrazio mgrau!!
"anonymous_f3d38a":
Sempre? anche se mi trovo a $1°C$ ?
Da una tabella che trovi qui si evince che a 1°C la pressione di vapore è 4.9 mm Hg
"mgrau":
[quote="anonymous_f3d38a"]
Sempre? anche se mi trovo a $1°C$ ?
Da una tabella che trovi qui si evince che a 1°C la pressione di vapore è 4.9 mm Hg[/quote]
quella è la pressione che il vapore acqueo esercita sul recipiente.
Quindi mi confermi che ciò che non sapevo è che:
Se metto dell'acqua in un recipiente chiuso, nello spazio vuoto troverò vapore d'acqua evaporato dall'acqua liquida. Tale vapore si troverà alla pressione di saturazione a quella temperatura.
Eppure non capisco perché quel vapore iniziale evapora. Perché trovo quel vapore d'acqua evaporato dall'acqua liquida?
"anonymous_f3d38a":
Eppure non capisco perché quel vapore iniziale evapora. Perché trovo quel vapore d'acqua evaporato dall'acqua liquida?
Le molecole dell'acqua hanno velocità variabili, e qualcuna ha velocità sufficiente per staccarsi dal liquido. Più è caldo più ce ne sono. Poi ci sono quelle che dal vapore tornano nel liquido, è un equilibrio dinamico. All'equilibrio, tante ne escono, tante ne entrano.
"mgrau":
[quote="anonymous_f3d38a"]
Eppure non capisco perché quel vapore iniziale evapora. Perché trovo quel vapore d'acqua evaporato dall'acqua liquida?
Le molecole dell'acqua hanno velocità variabili, e qualcuna ha velocità sufficiente per staccarsi dal liquido. Più è caldo più ce ne sono. Poi ci sono quelle che dal vapore tornano nel liquido, è un equilibrio dinamico. All'equilibrio, tante ne escono, tante ne entrano.[/quote]
Quindi io se prendo migliaia di bacinelle d'acqua e le pongo in altrettante stanze con temperature differenti, e per ogni stanza si ha una determinata temperatura costante tra $0,1°C$ e $99,9°C$...
...nonostante in ogni stanza la bacinella si trovi in condizioni di equilibrio...
...se mi mettessi con un microscopio ad osservare la superficie dell'acqua di ogni bacinella, vedrei sempre delle molecole che si trasformano in fase vapore ed altre che si trasformano in fase liquida continuamente?
Non credo esista un microscopio simile, comunque sì... 
Ma perchè "nonostante"?
Ma perchè "nonostante"?
"mgrau":
Non credo esista un microscopio simile, comunque sì...
sì effettivamente il nonostante è sbagliato, perché condizione di equilibrio implica che ci siano continue trasformazioni di fase a velocità uguale
"mgrau":
Nei dintorni dei panni bagnati la pressione di vapore è quella che corrisponde al vapore saturo alla temperatura ambiente: se ci metti in igrometro ti segnerà 100% o quasi. Più lontano in genere l'aria non è satura, così che c'è un trasporto di vapore d'acqua verso l'ambiente. Se invece l'aria fosse già satura di suo, i panni non asciugherebbero. Per es. avrai notato che quando c'è aria secca non si suda o comunque si asciuga subito, con aria umida si suda e il sudore rimane liquido.
mgrau ci ho riflettuto ancora.. e devo farti una domanda...
tu hai scritto:
"Più lontano in genere l'aria non è satura, così che c'è un trasporto di vapore d'acqua verso l'ambiente."
Perché c'è questo trasporto naturale, spontaneo?
Perchè la pressione (parziale) del vapore è maggiore dove l'aria è satura e minore dove non lo è
"mgrau":
Perchè la pressione (parziale) del vapore è maggiore dove l'aria è satura e minore dove non lo è
Scusa questo mio continuo chiedere il perché tipo bambino.
... come mai il vapore vuole andare dove la sua pressione parziale è minore?
"anonymous_f3d38a":
Scusa questo mio continuo chiedere il perché tipo bambino.
Ottima cosa, cerca di mantenerla...
però a questa domanda potresti risponderti da solo... per es. usando un approccio statistico, pressione maggiore vuol dire, a parità di velocità/temperatura, maggior numero di molecole per unità di volume, e, muovendosi a caso, tendono ad una distribuzione uniforme.
"mgrau":
[quote="anonymous_f3d38a"]
Scusa questo mio continuo chiedere il perché tipo bambino.
Ottima cosa, cerca di mantenerla...
[/quote]
Ci provo
"mgrau":
però a questa domanda potresti risponderti da solo... per es. usando un approccio statistico, pressione maggiore vuol dire, a parità di velocità/temperatura, maggior numero di molecole per unità di volume, e, muovendosi a caso, tendono ad una distribuzione uniforme.
Quindi, semplicemente perché le molecole vogliono distribuirsi nello spazio in maniera più uniforme?
"anonymous_f3d38a":
Quindi, semplicemente perché le molecole vogliono distribuirsi nello spazio in maniera più uniforme?
Attribuire una volontà alle molecole mi sembra eccessivo...
"mgrau":
Attribuire una volontà alle molecole mi sembra eccessivo...
Quindi, semplicemente perché le molecole tendono a distribuirsi nello spazio nella maniera più uniforme possibile?
"anonymous_f3d38a":
Quindi, semplicemente perché le molecole tendono a distribuirsi nello spazio nella maniera più uniforme possibile?
Già. Ogni componente di una miscela di gas si comporta come se fosse da sola, quindi anche l'acqua nell'aria. Dopo tutto, un gas in un recipiente (abbastanza piccolo!) ha dappertutto la stessa pressione.
"mgrau":
[quote="anonymous_f3d38a"]
Scusa questo mio continuo chiedere il perché tipo bambino.
Ottima cosa, cerca di mantenerla...
però a questa domanda potresti risponderti da solo... per es. usando un approccio statistico, pressione maggiore vuol dire, a parità di velocità/temperatura, maggior numero di molecole per unità di volume, e, muovendosi a caso, tendono ad una distribuzione uniforme.[/quote]
mgrau ciao, ho citato un commento ma mi riferisco all'intera discussione.
Sono d'accordo con le tue spiegazioni, ma penso di aver trovato una falla, sempre che non sia io ad essere fuori strada.
Seguendo questo tuo ragionamento, si spiega perché ad esempio l'acqua in fase liquida contenuta nei vestiti stesi passa alla fase vapore.
Tuttavia... seguendo sempre la stessa linea, mi verrebbe da pensare che se metto una bacinella con 1 litro d'acqua in una stanza che si trova a $25°C$ e $1atm$ (oppure all'aria aperta), piano piano tutta l'acqua incomincerà ad evaporare fino a che l'umidità relativa della stanza non sarà massima.
E questo invece non accade.
Come mai l'acqua contenuta nei vestiti evapora del tutto, mentre quella nella bacinella no?
Dato che l'acqua non smette di evaporare perché l'umidità relativa è massima, ma bensì prima, quale altro fenomeno fa sì che un tot di acqua rimanga in fase liquida?
"CLaudio Nine":
se metto una bacinella con 1 litro d'acqua in una stanza che si trova a $25°C$ e $1atm$ (oppure all'aria aperta), piano piano tutta l'acqua incomincerà ad evaporare fino a che l'umidità relativa della stanza non sarà massima.
E questo invece non accade.
Ah, no?
EDIT: le cose si stabilizzano quando si verifica il primo di questi due fenomeni:
1) tutta l'acqua è evaporata ( e l'umidità è sotto il massimo)
2) l'umidità raggiunge il massimo ( e l'acqua smette di evaporare).
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