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Contexto
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Palabras clave:
evaporación, condensación, saturación, formación de partículas | |
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1. SOLIDO - LIQUIDO - GAS
Materia puede tener tres diferentes estados.
gráfico: adaptación NASA
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Sabemos que el agua y otros compuestos químicos pueden cambiar su estado de agregación. El hielo se vuelve agua líquida en el punto de fusión, agua líquida se convierte en vapor en el punto de ebullición. Sabemos también que esa agua puede evaporar a más bajas temperaturas que el punto de ebullición. Los compuestos químicos en la atmósfera no solo cambian su estado físico, también reaccionan químicamente. Es posible que en el aire un compuesto formado químicamente sería normalmente sólido en la fase de gas a temperatura dada. ¿Qué sucede a tales recintos, cual tiene más baja presión de vapor y más alto punto de ebullición que el agua?
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2. La condensación de aire húmedo en altitutes más altas y más frescas lleva a la formación de nubes y a veces lluvia.
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© Ciencia de la Tierra Australia
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Esas simples moléculas no caen inmediatamente al suelo pero flotan en el aire y pueden chocar con otras moléculas más grandes, pegándose a ellas y formando un par de moléculas. Esto puede encontrar otras moléculas grandes, las cuales también se unen y finalmente forman un grupo. El primer paso de 'nucleación' y formación de partículas se ha realizado. Podiamos decir, que es un proceso de resublimación o condensación, pero es un poco más complicado, ya que involucra diferentes especies químicas.
Si el sólido grande o los grupos líquidos de moléculas flotan en el aire, las llamamos partículas o aerosoles. Si ellas constan de sólido o agua líquida, no las llamamos aerosoles sino hielo de cristal o gotitas. Entre más pequeñas son las partículas, más tiempo pueden permanecer en el aire antes de caer al suelo. Nosotros estamos siempre rodeados por líquido o partículas sólidas que flotan en el aire.
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3. Partículas de hollín reunidas en un filtro (los agujeros negros grandes son poros de filtro).
No todas las partículas forman químicamente en el aire. Algunas materias sólidas son también liberadas directamente a la atmósfera: polvo de tempestades de arena, hollín de los autos, sales de la evaporación del rocío del mar.
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© Max Planck Instiute for Chemistry Mainz - AG Helas
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4. a) Dos moléculas de agua (H2O) que chocan en la atmósfera pueden díficilmente unirse una a otra, porque ellas tienen mucha energía, simbolizado por la flecha amarilla, eso no puede ser transmitido a otro cuerpo.
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El aire puede tomar agua evaporada cuando aumenta la humedad. El aire de cierta temperatura puede tomar cierta cantidad máxima de agua y entonces se satura. La humedad relativa en este punto es 100%. Entre más fresco sea el aire, la menor cantidad de agua que puede tomar. Esto significa que si el aire muy húmedo y aire muy tibio se elevarán a altitudes más altas el punto de saturación puede se puede exceder, entonces sucede la condensación y se forman las nubes (Obs. fig. 2). Pero las nubes no se forman solamente de agua.
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4. b) Si las moléculas de agua chocan con una partícula esta energía puede ser convertida a una pequeña vibración o deformación de la partícula. La molécula de agua se pega más fácilmente en la superficie.
Animación: © Elmar Uherek
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Las moléculas de agua toman mucha energía durante la evaporación. Si ellas chocan en el aire, aunque esten saturadas, ellas tienen demasiada energía para unirse uno a otra. Ninguna molécula puede deshacerse de su energía en tal choque, y separarse nuevamente. En absolutamente partícula libre de aire, ni las nubes no se formarían si la saturación fuera de 200%. Pero en realidad el aire siempre contiene partículas. Las moléculas de agua chocan con una partícula, la liberación de una gran cantidad de energía a la partícula grande y se une a la superficie. Cada vez más moléculas de agua hacen lo mismo y al final rodean la partícula con una capa de agua. Una gotita crece. Muchas gotitas forman niebla y nubes. |
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