Si se calentara por igual en toda su superficie, se expandiría por igual en todas las direcciones.
Las moléculas más cercanas a la superficie se moverían más activamente a medida que se calentaran, adquiriendo energía cinética. (El calor dentro de un objeto es básicamente la energía cinética de sus moléculas). A medida que las moléculas activas colisionan con las menos activas más lejos de la superficie, transmiten la energía, por lo que parte del calor comenzará a penetrar más profundamente El volumen.
Mientras tanto, si todavía entrara energía, aumentaría el movimiento molecular cerca de la superficie. A medida que las colisiones entre las moléculas se vuelven más enérgicas, algunas moléculas se golpearán lo suficientemente fuerte como para superar la tensión superficial del agua y escapar. Esas moléculas serían vapor de agua, y el volumen original de agua se volvería cada vez menor a medida que más moléculas de su superficie escaparan como vapor.
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Pero recuerde, cada acción tiene una reacción igual y opuesta. Cada colisión lo suficientemente fuerte como para impulsar una molécula también impulsaría fuertemente a otra molécula más profundamente en el volumen. Como estamos hablando de que la energía se aplica por igual a toda la superficie, los efectos de estas colisiones básicamente se cancelarían, solo se agregaría al calor total dentro del volumen y no se movería.
Pero si el volumen de agua se calienta solo en un lado, las colisiones más enérgicas serían en ese lado, y todo el vapor también se escaparía de ese lado. Todas esas colisiones serían patear moléculas más profundamente en el volumen y lejos del lado que se estaba calentando. Dado que esas patadas no serían canceladas por ninguna del otro lado, eventualmente todo el volumen tendría una energía cinética promedio que lo alejaría del lado calentado, y comenzaría a moverse.
Pero no muy rápido. Dado que el agua es líquida, gran parte de la energía cinética que se aleja del calor se disiparía como colisiones aleatorias más profundas en el volumen, y la mayoría de ellas golpearían en varios ángulos en lugar de en línea recta. Entonces agitaría el agua más de lo que lo movería en cualquier dirección.
Ahora, si el agua comenzara como hielo en lugar de líquido, esa energía cinética no se perdería agitando las moléculas porque no podrían moverse una contra la otra. En cambio, actuaría sobre toda la estructura rígida del hielo, haciendo que se mueva.
Si el nivel de energía entrante es bajo y el proceso de evaporación es gradual, no se producirá mucho movimiento. Pero si le pones mucha energía rápidamente, por ejemplo, al golpear el hielo con un láser, obtendrás mucho más movimiento.
¿Cuánto cuesta? Bueno, estoy al límite de mi conocimiento. Las personas que entienden las matemáticas reales podrían decirte eso, pero desafortunadamente nunca aprendí suficiente física real.
