Vapor de agua para niños
| Vapor de agua | |
|---|---|
| Nombre sistemático | Vapor de agua |
| Estado líquido | Agua |
| Estado sólido | Hielo, nieve |
| Propiedades | |
| Punto de licuefacción | 100 °C |
| Constante individual gaseosa | 461,5 J/(kg·K) |
| Calor latente de evaporación | 2,27 MJ/kg |
| Masa molar | 18,02 g/mol |
| Calor específico | 2,01 kJ/(kg·K)
0,48 cal/(g·°C) |
El vapor de agua es un gas que se forma cuando el agua líquida se calienta mucho y se convierte en gas, o cuando el hielo se transforma directamente en gas. No tiene olor ni color.
El vapor de agua es el responsable de la humedad que sentimos en el aire. Cuando hay mucho vapor de agua en el ambiente y las condiciones son adecuadas, este vapor se convierte en pequeñas gotas de agua líquida que flotan. Así es como se forman la niebla cerca del suelo o las nubes en el cielo.
También podemos ver el vapor de agua cuando exhalamos aire en un día frío y húmedo; se forma una pequeña "nube" de vapor.
Contenido
¿Qué es el vapor de agua y cómo se forma?
El vapor de agua es una forma gaseosa del agua. Se crea cuando el agua líquida se calienta lo suficiente como para evaporarse o hervir. También puede formarse por sublimación, que es cuando el hielo pasa directamente a gas sin derretirse primero.
¿Cómo ocurre la evaporación del agua?
La evaporación sucede cuando las moléculas de agua dejan una superficie líquida y se mezclan con el aire. Cada molécula de agua que cambia de líquido a vapor absorbe o libera energía. Esta energía se llama calor.
Cuando el agua líquida se convierte en vapor, se lleva consigo una parte de ese calor. Este proceso se conoce como enfriamiento por evaporación. Es por eso que sudar nos ayuda a sentirnos más frescos. La cantidad de vapor de agua en el aire influye en la rapidez con la que las moléculas de agua regresan a la superficie líquida.
La evaporación está limitada por las condiciones del aire. La humedad es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se mide con aparatos llamados higrómetros. La humedad se expresa a menudo como humedad relativa, que es un porcentaje. El 100% de humedad relativa significa que el aire está completamente saturado de vapor de agua.
.jpg)
¿Qué es la sublimación del hielo?
La sublimación es un proceso en el que las moléculas de agua pasan directamente del estado sólido (hielo) al estado gaseoso (vapor) sin convertirse en agua líquida. Esto explica por qué el hielo y la nieve pueden desaparecer lentamente en invierno, incluso cuando la temperatura es demasiado baja para que se derritan.
En lugares muy fríos como la Antártida, la sublimación es muy importante. Allí, capas de nieve de miles de años se han sublimado, dejando al descubierto materiales que estaban atrapados en ellas. Esto es útil para la ciencia, por ejemplo, para encontrar meteoritos que se han conservado muy bien.
¿Cómo se forma la condensación?
La condensación ocurre cuando el vapor de agua se convierte en líquido. Esto sucede si una superficie está más fría que la temperatura del punto de rocío, o si hay demasiado vapor de agua en el aire. Cuando el vapor de agua se condensa en una superficie, libera calor a esa superficie. Al mismo tiempo, la temperatura del aire baja un poco.
En la atmósfera, la condensación forma nubes, niebla y precipitación (como lluvia o nieve). El punto de rocío es la temperatura a la que el aire debe enfriarse para que el vapor de agua empiece a condensarse.
Existen varias formas en que el aire se enfría para que ocurra la condensación:
- Pérdida directa de calor por contacto o por radiación.
- Enfriamiento por la disminución de la presión del aire, que ocurre cuando el aire sube (enfriamiento adiabático). Esto puede pasar por montañas, corrientes de aire caliente o frentes fríos.
- Enfriamiento por el movimiento horizontal del aire.
¿Cómo participa el vapor de agua en las reacciones químicas?
El agua puede ser un producto de varias reacciones químicas. Si estas reacciones ocurren a temperaturas altas, el agua se formará como vapor y aumentará la humedad en el lugar. Si la temperatura es baja, el vapor se condensará. Un ejemplo es la quema de hidrógeno o de otros materiales que contienen carbono en presencia de oxígeno, lo que produce agua.
El vapor de agua también puede influir en otras reacciones. Por ejemplo, puede causar la oxidación del hierro (formación de óxido) o ayudar a que algunos pegamentos se sequen. También puede hacer que ciertos productos químicos cambien de color o de forma.
El vapor de agua en la atmósfera de la Tierra
El vapor de agua es una parte pequeña pero muy importante de la atmósfera de la Tierra. Su cantidad en el aire varía mucho, desde casi nada en el aire muy frío hasta más del 4% en el aire tropical húmedo. Más del 99% del agua en la atmósfera está en forma de vapor, y casi todo ese vapor se encuentra en la troposfera, que es la capa más baja de la atmósfera.
La condensación del vapor de agua es lo que forma las nubes, la lluvia, la nieve y otras formas de precipitación. Estos son elementos clave de nuestro clima. Además, cuando el vapor de agua se condensa, libera calor a la atmósfera. Este calor es muy importante para el equilibrio energético de la Tierra. Por ejemplo, la liberación de este calor impulsa tormentas fuertes como los ciclones tropicales. El vapor de agua es también un gas de efecto invernadero muy importante, lo que significa que ayuda a mantener la Tierra caliente al absorber calor.
El vapor de agua actúa como el "motor" de la atmósfera. Transforma la energía del sol en energía de movimiento, como los vientos. El sol calienta la superficie de la Tierra, lo que hace que el agua se evapore. El aire húmedo y cálido sube. En la parte alta de la atmósfera, las moléculas de agua liberan su calor al espacio, enfriando el aire. El vapor de agua frío se condensa y cae como lluvia o nieve. El aire frío y seco, que ahora es más pesado, baja de nuevo. Este ciclo crea corrientes de aire que transportan el calor de la superficie a la atmósfera superior. Debido a la rotación de la Tierra, estas corrientes verticales también se convierten en movimientos horizontales, como los ciclones y anticiclones, que llevan el agua evaporada desde los océanos hacia los continentes, permitiendo que crezca la vegetación.
El vapor de agua en la atmósfera de la Tierra no está a su punto de ebullición (100°C), y a cierta altura está por debajo de su punto de congelación (0°C). Esto se debe a que el agua tiene una fuerte atracción entre sus moléculas. Por eso, el vapor de agua se condensa y sale de la atmósfera, principalmente en la troposfera. Otros gases como el dióxido de carbono (CO2) y el metano se mezclan bien en la atmósfera y tienden a subir por encima del vapor de agua. La absorción y emisión de calor por estos gases contribuyen al efecto invernadero del planeta.
La niebla y las nubes se forman cuando el vapor de agua se condensa alrededor de pequeñas partículas llamadas núcleos de condensación. Sin estas partículas, la condensación solo ocurriría a temperaturas mucho más bajas. Cuando la condensación es continua, se forman gotas de nubes o copos de nieve, que caen como precipitación cuando son lo suficientemente grandes.
La cantidad de vapor de agua en la atmósfera varía mucho según el lugar y el momento. Se puede medir usando observaciones desde el suelo, globos meteorológicos y satélites. El agua de la atmósfera se renueva constantemente: se pierde por la precipitación y se repone por la evaporación, principalmente de océanos, lagos, ríos y suelos húmedos. Otras fuentes de vapor de agua incluyen la respiración, las erupciones volcánicas y la transpiración de las plantas.
En cualquier momento, hay una gran cantidad de agua en la atmósfera. En promedio, una molécula de agua permanece en la troposfera durante unos 9 a 10 días antes de caer como precipitación.
Los eventos geotérmicos, como las erupciones volcánicas, liberan vapor de agua a la atmósfera. Aunque estas erupciones pueden ser muy grandes, la cantidad de vapor de agua que liberan es pequeña en comparación con el total de agua en la atmósfera. Sin embargo, el vapor de agua es siempre el gas más común en las emisiones volcánicas, representando más del 60%.
La cantidad de vapor de agua en la atmósfera se puede expresar de varias maneras, como la presión de vapor, la humedad específica, la temperatura del punto de rocío y la humedad relativa.
Véase también
En inglés: Water vapor Facts for Kids
