¿Por qué una cuchara llena de sopa se enfría cuando se sopla cuando no está?

Richard Feynman ha dado una buena explicación para este fenómeno en su libro SIX EASY PIECES . Solo estoy repitiendo eso aquí.

La sopa contiene agua El agua se evapora a temperatura ambiente. La razón se puede encontrar en Jesse Berezovsky’s responde a la pregunta ¿Cómo se evapora el agua por debajo de su punto de ebullición?

El calor puede verse como el movimiento de las moléculas. Cuanto mayor es el movimiento oscilante, mayor es la temperatura.

Caso 1 : La sopa se mantiene tal como está en la cuchara (sin soplar).

El agua se evapora debido al movimiento de las moléculas. Cuando la molécula de agua en la interfaz aire-agua obtiene algo de energía extra (accidentalmente) de otras moléculas, se separa de las atracciones de sus vecinos. Entonces, las moléculas que quedan atrás tienen una energía inferior a la energía promedio, es decir, menos movimiento promedio que antes y, por lo tanto, menos temperatura. También es posible que vuelvan las moléculas que han salido de la superficie de la sopa. Estas moléculas que regresan sienten una gran atracción repentina cuando se acercan a la superficie. Esto aumenta la velocidad de la molécula que regresa y cuando esta molécula golpea otras moléculas en la superficie también aumenta su energía. Por lo tanto, este viaje de regreso aumenta la temperatura. Entonces tenemos dos efectos Las moléculas salientes quitan calor y las moléculas entrantes generan calor. Pero el número de moléculas salientes es siempre mayor que el de las moléculas entrantes a temperatura ambiente hasta que la presión parcial del vapor de agua sobre la superficie de la sopa es igual a 20 Torr, que es la presión de equilibrio. Pero nunca ocurre a temperatura ambiente, siempre y cuando la humedad relativa sea inferior al 100%. Por lo tanto, la evaporación finalmente enfriará tu sopa incluso sin soplar.

Caso 2 : Sopa soplada.

Cuando explotamos, tomamos moléculas de agua por encima de la superficie, es decir, reducimos el número de moléculas que vuelven a la superficie. Pero las moléculas siguen saliendo de la superficie siempre que la presión parcial sea inferior a 20 Torr. Entonces, en efecto, estamos aumentando la cantidad de moléculas que están saliendo de la superficie de la sopa, lo que elimina el calor. De ahí que tu sopa se enfríe más rápido en este caso.

Nota : En esta respuesta, en lugar de “moléculas de agua” debería haber sido “agua y moléculas de sopa” porque las moléculas de sopa también experimentan lo mismo y se debe tener en cuenta la presión parcial del vapor de sopa.

Se alienta a los lectores a leer la respuesta de Joshua Engel a la pregunta: ¿soplar con un líquido caliente realmente lo enfría más rápido?