¿Por qué el agua se evapora a temperatura ambiente si el punto de ebullición es de 100 ° C?

RESPUESTA CORTA:

100 °C (siempre y cuando sea a 1 atmósfera de presión) es la temperatura de EBULLICIÓN DEL AGUA, pero los líquidos siempre se están evaporando independientemente de que ebullan o no. Aunque la ebullición implica evaporación, la evaporación no siempre implica ebullición.

RESPUESTA MÁS LARGA:

Quizá sepas de la escuela que el estado físico de una sustancia depende del nivel de movilidad a nivel molecular: Las moléculas de sólidos sólo vibran pero se mantienen en su posición. Las moléculas de líquido se mueven más libremente al menos entre niveles, no están fijas pero tienen cierta atracción entre ellas (depende de la naturaleza de la sustancia, por ejemplo, las moléculas de agua tienen polos como pequeños imanes y por ello, a pesar de que son más livianas que el alcohol ingerible —etanol—, requieren una temperatura más alta que éste para hervir). Finalmente, las moléculas gaseosas tienen menos interacción entre sí y se mueven libremente en las tres direcciones (por eso es que un gas "llena" todo el espacio disponible siempre).

Pues bien, las moléculas de la parte más superficial de un líquido tienen cierta interacción con las moléculas del aire sobre ellas. Allí se hace cualquier intercambio de temperatura interfases, y las moléculas de aire que choquen contra las de agua les transfieren parte de su energía, con lo que estas se mueven más rápido. La energía en las moléculas de la interfase y probablemente otros mecanismos hace con varias de esas moléculas se conviertan en gas al tomar suficiente energía cinética y con ello, se separan de la superficie, esto es: Se evaporan. Y conforme más alta la temperatura, o mayor número de moléculas de la mezcla de gases del aire, chocando contra la superficie, mayor el número de moléculas de agua desprendidas.

En realidad a cada temperatura se hace cierto equilibrio entre las moléculas de agua que se convierten en gas y las que se depositan del agua del aire. Pero conforme aumenta la temperatura, son más las que sueltan que las que permanecen o las que se integran desde el aire.

Está tabulado (y graficado, como en la imagen de abajo) así, la presión que el agua convertida en vapor ejerce, para cada valor de temperatura, y cuando iguala la presión atmosférica (760 mm Hg medido a nivel del mar, lo que en agua pura ocurre a los 100 °C) y cumpliéndose un par de condiciones más, rompe el hervor. La ebullición se da cuando el agua recibe suficiente energía para estarse convirtiendo en vapor y escapar sin más restricciones (como la tensión superficial). Pero en resumen, el agua siempre se está evaporando. Si no fuera así, nuestra ropa no se secaría, ni los charcos se secarían.

Los factores que más influyen en la velocidad de evaporación antes del punto de ebullición, son el área de contacto con el aire, la renovación del aire y por supuesto, la temperatura. Por eso la ropa lavada se extiende, se tiende y las corrientes de aire y la fuerza del sol, hacen todas que seque más rápido.

Por supuesto, todo lo anterior ocurre con otros líquidos. La facilidad con que se evaporan varía en concordancia con la temperatura de ebullición. En el ejemplo de arriba del etanol, éste evapora más rápido porque sus moléculas se atraen menos entre sí que las del agua y se separan con más facilidad, incluso cuando su peso es más del doble.