Questo sito dice che il vapore acqueo non è visibile.
Tuttavia, dai un'occhiata a questa immagine:
Non è vapore acqueo?
Questo sito dice che il vapore acqueo non è visibile.
Tuttavia, dai un'occhiata a questa immagine:
Non è vapore acqueo?
Il vapore acqueo è un gas limpido e incolore, quindi non può essere visto ad occhio nudo.
Quello che vedi nella foto nel tuo secondo link è (parzialmente) vapore acqueo condensed, cioè nebbia (o nebbia).La nebbia contiene goccioline d'acqua minuscole e discrete e la luce rimbalza sulla loro superficie in direzioni casuali, causando la visibilità.
Il vapore acqueo invece contiene solo molecole libere, troppo piccole perché la luce possa rimbalzare, quindi il vapore acqueo puro (senza condensa) è invisibile, come la maggior parte dei gas (alcuni gas sono chiari ma colorati come il gas cloro).
I problemi sono causati dalle definizioni di vapore e vapore in fisica e nel linguaggio comune.
La definizione fisica di vapore acqueo e vapore è fase gassosa dell'acqua . Nel linguaggio comune è "la nuvola bianca sopra la pentola con acqua calda quando fa freddo" .
Prendi un bollitore di vetro e mettilo sul fornello e fai bollire l'acqua.
Vedrai le bolle che crescono sul fondo e scompaiono nel volume dell'acqua. Quelle bolle contengono solo vapore acqueo. Se raggiungi la temperatura di ebollizione in tutto il volume, tali bolle smettono di svanire e corrono verso l'alto dove scoppiano.
Vedrai anche che quelle bolle sono incolori invece di essere bianche o grigie. Ciò significa che sono pieni di gas incolore (invisibile): vapore acqueo.
Una volta scoppiato, il vapore lascia l'acqua calda circostante ed entra nell'aria più fredda dove si dissolve fino a raggiungere il punto di saturazione e il vapore acqueo non può più dissolversi, quindi si condensa. Sopra il bollitore forma "vapore", fuori forma nebbia e nuvole. Si condensa su qualsiasi interfaccia possibile - coperchio, polvere, gocce d'acqua - e forma una miscela di aria umida e gocce d'acqua. Entrambe le fasi sono incolori, ma a causa dei diversi indici di rifrazione, la luce viene frantumata e puoi vedere una nuvola di vapore bianca (grigia).
Osservando il vapore che sale dal bollitore puoi vedere che svanisce. È causato da goccioline ad alta temperatura che raggiungono l'aria insatura, evaporando di nuovo e formando una fase incolore: l'aria umida.
La bolla si forma quando (una piccola quantità di) acqua liquida diventa gassosa, la bolla contiene solo acqua. Non ci sono gas - c'è solo vapore acqueo. Quando la bolla scoppia, il vapore in essa contenuto verrà rilasciato alla miscela di gas chiamata aria e si diffonderà in essa (aumentando l'umidità assoluta). Se non fosse acqua ma cloro liquido, il cloro gassoso si diffonderà invece (aumentando la sua concentrazione nell'aria). Se fosse un blocco di ghiaccio secco, il gas di anidride carbonica viene rilasciato e si dissolve nell'aria.
Quando la temperatura è inferiore al punto di rugiada (determinato dall'umidità e dalla pressione), il contenuto d'acqua nell'aria (sovra) satura si condensa. In caso di acqua bollente, l'umidità cambia (aumenta) e quindi l'acqua nell'aria si condensa e forma la nuvola di vapore bianca opaca. In caso di cloro, vedrai una nuvola gialla trasparente. In caso di ghiaccio secco il calore consumato per riscaldare il blocco e far evaporare l'anidride carbonica provoca un abbassamento della temperatura dell'aria umida circostante. Quando la temperatura scende al di sotto del punto di rugiada, l'acqua si condensa e vedrai una nuvola bianca e opaca.
La nuvola di vapore è bianca perché l'acqua non assorbe la luce di una specifica lunghezza d'onda (colore). È opaco a causa della grande quantità di piccole particelle che sono rotonde o orientate in modo casuale. Così stanno riflettendo la luce in direzioni casuali. La nuvola composta da solfato di rame, $ CuSO_4 \ times5H_2O $, la polvere sarà blu (a causa dell'assorbimento selettivo della luce) e opaca (a causa della dispersione della luce).
Supponiamo di avere un piccolo volume di vapore acqueo caldo circondato solo da aria fredda e umida.
Ciò che osserverai dipende fortemente dalla temperatura, dalla pressione e dai volumi.Se l'umidità dell'aria è sufficientemente bassa, l'acqua si dissolverà senza alcun effetto.Se l'umidità è sufficientemente elevata, la temperatura del vapore acqueo e la chiusura del bordo possono scendere al di sotto del punto di rugiada e, a causa dello stato di saturazione eccessiva, il vapore può condensarsi e rilasciare un altro calore (entalpia di condensazione).Questo formerà la nuvola visibile.Le goccioline d'acqua si diffondono quindi nell'aria e possono evaporare (e consumare la stessa quantità di calore che è stata rilasciata durante la condensazione) o dissiparsi nel volume.In entrambi i casi la nuvola diventerà indistinguibile dal resto del volume.
La tua domanda è in parte una domanda in lingua . Il linguaggio naturale è terribilmente impreciso e ambiguo. Questa è la ragione fondamentale per cui tutte le scienze sviluppano la propria terminologia.
In questo caso due dei quattro significati Elenchi di Merriam-Webster per vapore sono sfortunatamente quasi opposti l'uno dell'altro.
In concreto:
Sì, le nuvole bianche che vedi sono "vapore" nel linguaggio quotidiano, come ogni adulto è felice di far notare a un bambino di tre anni. Questo è il prima definizione nella voce di Merriam-Webster su vapor:
Materia diffusa (come fumo o nebbia) sospesa fluttuante nell'aria e compromettendone la trasparenza.
Questo "vapore" è una nebbia, proprio come le nuvole: minuscole gocce di fluido sospese nell'aria.
No, quello che vedi non è decisamente "vapore" in senso scientifico. Scientificamente, il vapore è definito come
una sostanza allo stato gassoso distinta dallo stato liquido o solido
come seconda definizione di vapore negli stati di Merriam-Webster. Per sapere cos'è un gas, possiamo guardare il suo articolo di Wikipedia:
Un gas puro può essere costituito da singoli atomi (ad es. un gas nobile come neon), molecole elementari costituite da un tipo di atomo (ad esempio ossigeno), o molecole composte costituite da una varietà di atomi (ad es. carbonio biossido).
Il vapore acqueo, ovvero l'acqua allo stato gassoso, è quindi costituito da singole molecole d'acqua che non riflettono o (a questa scala) assorbono o disperdono in modo significativo la luce visibile a causa delle loro piccole dimensioni.Poiché la nebbia visibile, o le nuvole, sopra l'acqua bollente, che sono chiamate "vapore" nel linguaggio quotidiano, sono costituite da piccole goccioline di acqua fluida (non gassosa!), Non sono "vapore" inquesto senso scientifico.Paradossalmente, il vapore acqueo in senso scientifico è esattamente ciò che non vedi nell'immagine.
Praticamente ogni gas può essere condensato in un liquido a una certa temperatura e praticamente ogni liquido può essere "fatto evaporare" come un gas ※ . È solo che alcuni attraversano questa trasformazione ad alta temperatura e altri a bassa temperatura.
Il punto di transizione dell'acqua (alla pressione a livello del mare) è di 100 gradi C, quindi lo percepisci principalmente come un liquido. L'ossigeno, d'altra parte, bolle a -183 ° C, quindi vedi il liquido solo quando è stato condensato con un'apparecchiatura speciale.
Ma al di sotto del suo punto di ebollizione, l'acqua evapora ancora nell'aria in quantità relativamente piccole, fino a raggiungere il "punto di saturazione" per una data temperatura e pressione. (Questo è ciò di cui parlano i meteorologi quando parlano di "percentuale di umidità".) Quando l'acqua è vicina al punto di saturazione (vicino al "100% di umidità"), passa avanti e indietro tra liquido e gas, e quindi minuscole goccioline d'acqua possono finiscono sospesi a mezz'aria. Sono queste minuscole goccioline che vedi nella nebbia, nelle nuvole, nel "vapore" che esce da una teiera, ecc.
※ Dico "praticamente" perché alcuni materiali possono subire una trasformazione chimica di qualche tipo prima di raggiungere il loro "punto di ebollizione".
Quando la molecola d'acqua si trasforma in vapore nell'ambiente ideale, è invisibile ad occhio nudo. Allo stato di condensazione le molecole riflettono i raggi di luce piegando il principio, quindi possiamo osservare questa condensazione del vapore come un effetto di velo di fumo