En este artículo encontrarás algunos ejemplos de condensación que puedes poner en práctica en casa. Por ejemplo, un vaso de agua y encima unos trozos de hielo en un plato. Acompáñanos y descubre más.
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Concepto de condensación
El cambio de estado contrario a la vaporización es la condensación. Cuando en las mañanas frías aparecen pequeñas gotas sobre la hierba, la grama o en el borde de las hojas de los árboles, estas se han formado a partir del agua que existe en la atmosfera que al ponerse en contacto con una superficie fría se ha condensado y pasa a estado líquido.
El agua que empaña los cristales en los días de invierno y en el interior de la habitación también es agua que se ha producido por la condensación a partir del agua contenida en el aire.
Proceso
El aire que contiene agua disuelta, agua mezclada, es indistinguible del agua que no lo tiene. Es decir, el aire normal en una habitación contiene agua en estado gaseoso. El aire tiene moléculas de nitrógeno, de oxígeno y podemos encontrar dióxido de carbono y moléculas de agua.
Estas moléculas están en un principio mezcladas con las moléculas de aire y no se notan, ni da señales de existencia. Sin embargo, si una superficie fuese una superficie fría, las moléculas de agua en contacto con la superficie fría lo que hace es adherirse unas con otras formando una capa fina de agua en estado ya líquido. Esto ocurre porque las moléculas están juntas, aunque desordenadas y deslizándose unas sobre otras.
¿Cómo funciona la condensación?
Para la condensación tenemos aire y en este aire existe el vapor de agua. Ponemos ejemplos de moléculas de H2O que son simplemente gas, libres volando en el aire. En el aire también se necesitan núcleos de condensación, imaginemos puntos negros, que son normalmente aerosoles, moléculas de sulfato, carbono negro o polvo, cualquier otro elemento llamado hidrófilos. Estos atraen moléculas de agua.
Entonces, tenemos en este ejemplo de condensación que se produce una atracción de las moléculas de agua hacia el núcleo de condensación, y se juntan para finalmente hacer grupos gigantes de moléculas de agua. Esto da razón de una gota de agua, en cuyo interior siempre hay un núcleo de condensación que no es agua.
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Lo que pasa con el gas
Las moléculas se van hacia cualquier dirección, de forma aleatoria, con una velocidad que depende de la temperatura del gas y cada una se mueve en cualquier dirección en una superficie. Cada una entonces cuando está cerca de este núcleo siente la atracción. ¿Qué pasa si la temperatura del gas es alta?, si esta temperatura del aire es alta, se tienen muchas moléculas con una velocidad alta.
Entonces la formula indica que una molécula de H2O que pasa cercana al núcleo de condensación siente la atracción, tiene una alta velocidad, pero cambia la dirección.
¿Qué pasa si baja la temperatura del aire? Significa que la velocidad de las moléculas del aire es más baja. Esto se traduce en que la molécula que pasa cerca al núcleo de condensación tenga una velocidad menor. Cuando es baja la temperatura crece la probabilidad de una molécula se junte con el núcleo de condensación y luego con otras moléculas que también se juntan entre sí.
Esto hace que aumente el tamaño de la gota y se forme la lluvia. Hablando del gas, puedes revisar algunos ejemplos de gaseosos para ampliar un poco este punto y complementarlo.
La condensación ocurre todo el tiempo
Las moléculas de aire entran y salen de forma continua de una gota de agua. Es decir, tiene un flujo constante. Si sube la temperatura del aire, se sube la temperatura de la gota y es cuando saldrán moléculas de aire que las que entran y desaparece la gota.
Condensación de las nubes
La mayoría de las nubes no producen lluvia, simplemente hay nubes blancas y luego de un tiempo desaparecen. Esto ocurre porque pasan a otro lugar y la temperatura del aire sube, es cuando estas gotas que forman la nube pierden poco a apoco más de las moléculas de agua que se juntan.
Contrariamente a lo que se cree, la nube no está formada por agua en estado gaseoso, sino líquido. Lo que se forma en el cielo en forma de nube son gotas de agua de un tamaño imperceptible flotando. Para que se produzca la condensación es necesario que el vapor de agua choque contra una superficie más fría.
Pero, ¿contra qué superficie choca cuando está en el cielo? ¿Cómo se forman las nubes y como se mantienen flotando durante tanto tiempo? El vapor de agua asciende desde la superficie de la tierra hasta la capa de la tropósfera. Siempre que el agua se eleva, se expande y se enfría. Entonces para que se forme una nube lo que se necesita es aire que contenga grandes cantidades de humedad.
Además del enfriamiento, para que exista condensación es indispensable que haya superficies de las que se condensa el vapor de agua en la atmósfera. Estas superficies son los denominados núcleos de condensación que mencionamos en el apartado anterior.
Estos núcleos consisten en partículas microscópicas como sales, humo, polvo o microorganismos como bacterias, hongos o esporas que llegan a la tropósfera a causa de la evaporación. Estas partículas hacen posible que el vapor se condense entorno a ellas y se formen estas pequeñísimas gotas de agua.
Para tener una idea del tamaño, pueden compararse con el rocío expulsado por un aerosol. Estas pequeñas gotas de agua que conforman las nubes se mantienen suspendidas en el aire a gran altura debido a las continuas corrientes ascendentes de aire cálido que se llaman fuerzas de arrastres.
Su velocidad varía desde una ráfaga hasta 250 kilómetros por horas, creando nubes de gran tamaño.
Estas microscópicas gotas se desplazan dentro de la nube chocando unas con otras uniéndose y aumentando tamaño y peso. Mientras más tiempo y distancia recorre la gota dentro de la nube sin vencer la fuerza de arrastre mayor es el tamaño que adquiere antes de salir. Cuando el peso de la gota sea suficiente para vencer la fuerza de arrastre caerá en forma de precipitación debido a la gravedad dentro de la nube.
Las nubes dispersan toda la luz visible y es por eso que se ven blancas. Sin embargo, a veces son muy densas y gruesas y no puede atravesar la luz. Cuando esto ocurre lo vemos de color gris y a veces muy oscuras.
Ejemplos de condensación
En este espacio hablaremos de los ejemplos de condensación presenten en la cotidianidad de manera natural.
Exhalar
El aire que sale de nuestros pulmones viene cargado de agua en forma de vapor. Su recorrido por varios de nuestros órganos hace que baje su temperatura. Entonces, este es uno de los mejores ejemplos de condensación, pues al salir de nuestro cuerpo con esa temperatura baja, choca con el aire que se encuentra ene le exterior y se forma lo que vemos sobre cualquier superficie.
Por ejemplo, los niños tienden a jugar expulsando aire en las ventanas. Cuando se forma la capa de vapor pueden hacer figuritas. Allí se depositan gotas de agua.
Vidrios empañados
Es lo mismo que ocurre con el párrafo anterior. Todo depende del choque de temperaturas. Como ejemplos de condensación en este aspecto, podemos citar el baño de agua caliente que una persona se da un día cualquiera. Las temperaturas se encuentran y los espejos adquieren las infinitas moléculas que producen las gotas de agua por la condensación, es decir, la superficie fría con el aire caliente de la ducha.
Aires acondicionados y la condensación
La función de estos artículos electrodomésticos es comprimir el refrigerante en su interior en forma de gas y al expeler el aire se distribuye y ralentiza el calor que encuentra en su paso. Si abrimos una ventana de la habitación, estaremos dejando que entre calor y se produce nuevamente un choque de temperaturas y se forman las gotas de agua, es decir, la condensación.
Destilación
La destilación es un proceso que se utiliza en la industria y en la ciencia inclusive. La separación de los líquidos produce un punto en el que se genera la ebullición. Cuando se purifica el agua, el proceso permite que se produzca una evaporación. Entonces cuando tenemos un condensador se refrigera el agua que circula y viene el vapor. En este momento ocurre la destilación, es decir, se purifica el líquido.
Sudoración
La sudoración es un proceso que forma parte del funcionamiento normal del cuerpo. Este es el proceso que permite al cuerpo humano regular la temperatura. Los poros de la piel son los canales por los que es expulsado el sudor que al evaporarse enfría el organismo, La cantidad de glándulas sudoríparas son las que determinarán la cantidad de sudor de una persona.
Sublimación inversa
Vamos a estudiar ahora qué relación guarda la sublimación inversa con los ejemplos de condensación. Esto es un cambio de estado un poco especial de difícil percepción. Pasa una sustancia de estado sólido a estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
Es lo que comúnmente le pasa al yodo y a la naftalina. Lo contrario a la sublimación inversa es pasar directamente de un gas a un sólido. Una sublimación inversa que se produce en el ambiente de forma recurrente es la formación de escarcha en las mañanas que son muy frías en el invierno.
El agua que hay en el cielo, en la atmósfera al enfriarse mucho en la superficie en contacto con objetos forman pequeños cristales bien finos de hielo. La nieve se forma en el aire directamente por sublimación inversa.
Esto quiere decir que el agua del cielo azul pasa de estado gaseoso a estado sólido y se forman las estructuras llamadas copos de nieves. Las nubes que tienen flecos están hechas también de pequeños cristales de hielo que se quedan en la atmósfera.
Nitrógeno líquido
El nitrógeno es un elemento que normalmente se encuentra en estado líquido, que al ser tratado o procesado se convierte en gas. Este nitrógeno líquido es un componente con la más alta temperatura y debe hervirse hasta la ebullición.
Al observar el nitrógeno en un envase, puede verse la cantidad de humo que genera su temperatura y que al verterse en agua puede generar hielo. Al encontrarse con otra temperatura caliente, evidentemente se genera una condensación. En la industria criogénica es el elemento central para cualquier tipo de procesos. Tiene la capacidad de producir quemaduras.
Kerolox
El kerolox es también uno de los ejemplos de condensación que ponemos mencionar. Este elemento es utilizado mayormente en la aeronauta y maquinaria espacial. La presión a la que se somete el oxígeno es apoteósica. Esto hace que el oxígeno cambie su estado a líquido que es luego utilizado para la propulsión de cohetes mediante otros procesos.
Condensación del agua
Para poner un ejemplo de condensación del agua, podemos usar un vaso con agua natural y un poco de hielo. Estos dos elementos nos permitirán observar la reacción que esto produce ante nuestros ojos sin esperar mucho tiempo. Tomamos un vaso de agua natural y encima colocamos un plato de plástico o de arcilla con unos trozos de hielo.
Al cabo de unos segundos comenzaremos a observar que, en el interior del vaso, el encuentro de las temperaturas produce en el vidrio un empañamiento sencillo. Con el paso de los minutos, la cantidad de empañamiento aumentará y se comenzarán a formar diminutas gotas de agua.
Condensación del vapor de agua
Para saber ejemplos de condensación de vapor de agua, vamos a calcular el calor que se desprende cuando se condensa 320 gramos de vapor de agua a 100 grados. Esto nos dice el calor latente de vaporización del agua.
La condensación, se presenta de la siguiente manera: tenemos una curva de calentamiento donde vemos el paso de agua líquida a agua vapor como cualquier otra transformación de estado o cambio. Esto se produce a temperatura constante.
Si presentamos la temperatura de la sustancia frente al tiempo trascurrido, en este segundo paso, la ebullición que pasa de líquido a gas. El gas se puede condensar y pasar a líquido. Esta transformación de gas a líquido se llama condensación.
Tanto la ebullición como la condensación se produce a temperatura constante, en concreto para el agua se produce a 100 grados centígrados. En el cambio de estado la temperatura no cambia, será constante. Para pasar de líquido a gas debemos calentar y se generará un calor que se devolverá de pasar a gas a líquido.
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