Damcaniaeth Kinetig
Gellir esbonio'r broses anweddu gan ddefnyddio damcaniaeth cinetig. Fel moleciwlau nwy, mae moleciwlau dŵr hefyd yn symud. Y gwahaniaeth yw na all moleciwlau dŵr wahanu oherwydd bod y grymoedd deniadol rhyngddynt yn dal i allu eu dal at ei gilydd. Mewn cyferbyniad, mae'r grymoedd deniadol rhwng moleciwlau nwy yn wan iawn, felly ni all moleciwlau nwy lynu at ei gilydd. Wrth symud, mae gan foleciwlau dŵr gyflymder. Mae gan rai moleciwlau dŵr gyflymderau uchel, tra bod gan eraill gyflymderau isel. Mae dosbarthiad cyflymderau moleciwlau dŵr yn debyg i ddosraniad Maxwell.
Mae anweddiad yn digwydd pan fydd cyflymder y moleciwlau dŵr yn ddigon mawr, fel nad yw'r grym deniadol rhwng y moleciwlau dŵr yn gallu eu dal at ei gilydd. Yn debyg i roced yn symud i'r gofod, mae cyflymder y roced yn ddigon mawr fel nad yw grym disgyrchiant y ddaear yn gallu ei hatal rhag aros ar y ddaear. Dylid nodi mai dim ond moleciwlau sydd â chyflymderau mawr sy'n gallu dianc rhag y grymoedd deniadol rhwng moleciwlau. Mae moleciwlau â chyflymderau bach yn dal i gyfuno i ffurfio dŵr.
Mae gan foleciwlau dŵr fàs a chyflymder neu gyflymder fel bod gan foleciwlau dŵr egni cinetig (EK = 1/2 mv 2 ). Mae gan foleciwlau dŵr sydd â chyflymderau uchel egni cinetig mwy na moleciwlau dŵr sydd â chyflymderau isel. Felly, gellir dweud bod gan foleciwlau dŵr sy'n gallu dianc rhag y grymoedd deniadol rhwng moleciwlau (moleciwlau dŵr sy'n troi'n stêm) egni cinetig eithaf mawr. Fel arfer, mae egni cinetig moleciwlau dŵr yn cynyddu wrth i dymheredd y dŵr gynyddu. Os yw tymheredd y dŵr yn ddigon uchel, mae egni cinetig moleciwlau dŵr yn cynyddu. Felly, bydd mwy o ddŵr yn troi'n stêm. Mae hyn yn unol â chanlyniadau ymchwil sy'n dangos bod y gyfradd anweddu fel arfer yn fwy ar dymheredd uchel.
Pan fyddwn yn sychu dillad gwlyb yn yr haul, mae'r dillad gwlyb yn amsugno'r gwres a allyrrir gan yr haul. Mae'r egni ychwanegol o'r haul yn achosi i egni cinetig y moleciwlau dŵr yn y dillad gynyddu. Gan fod yr egni cinetig yn cynyddu, mae'r moleciwlau dŵr yn symud yn gyflymach (mae cyflymder y moleciwlau dŵr yn cynyddu). Unwaith y bydd eu cyflymder neu eu hegni cinetig yn cyrraedd gwerth penodol, gall y moleciwlau dŵr ddianc rhag y grymoedd deniadol rhwng y moleciwlau dŵr, yna troi'n stêm. Mae'n bwysig nodi nad yw sychu dillad gwlyb yn cael ei ddylanwadu gan y gwres ychwanegol o'r haul yn unig. Gall dillad gwlyb hefyd sychu oherwydd y gwres ychwanegol o'r aer cynnes o amgylch y dillad (mae gwres yn cael ei drosglwyddo trwy ddargludiad o'r aer i'r dillad gwlyb).
Ar ddiwrnod poeth, mae'r ddaear neu'r llawr yn cynhesu'n gyflymach. Mae'r ddaear yn cynhesu'n gyflym oherwydd bod ei wres penodol yn eithaf mawr. Mae'r ddaear yn cynhesu'r aer uwchben (yn yr achos hwn, mae trosglwyddo gwres yn digwydd trwy ddargludiad). Mae'r aer poeth yn ehangu (mae ei ddwysedd yn lleihau) ac yn symud i fyny. Pan fydd yn mynd dros ddillad gwlyb, mae'r moleciwlau aer yn gwrthdaro â'r moleciwlau dŵr yn y dillad. Mae'r moleciwlau dŵr yn symud yn gyflymach. Oherwydd eu bod yn symud yn gyflymach, mae egni cinetig y moleciwlau dŵr yn cynyddu. Mae'r moleciwlau dŵr sy'n symud yn gyflym yn gwrthdaro â moleciwlau dŵr eraill. Oherwydd eu bod yn cael eu gwrthdaro'n barhaus â moleciwlau aer, mae'r moleciwlau dŵr yn symud yn gyflymach (mae eu hegni cinetig yn cynyddu).
Unwaith y bydd eu cyflymder neu eu hegni cinetig yn cyrraedd gwerth penodol, gall y moleciwlau dŵr sy'n symud yn gyflym ddianc rhag yr atyniad rhwng y moleciwlau a throi'n stêm… Mae egni cinetig moleciwlau dŵr neu foleciwlau aer yn gysylltiedig yn agos â thymheredd. Os yw egni cinetig moleciwlau dŵr yn fawr, yna ar yr un pryd mae tymheredd y dŵr yn uchel. Neu i'r gwrthwyneb, pan fydd tymheredd y dŵr yn uchel, rhaid i egni cinetig moleciwlau dŵr fod yn fawr. Mae egni cinetig hefyd yn gysylltiedig â chyflymder. Po fwyaf yw egni cinetig y moleciwlau, y mwyaf yw cyflymder y moleciwlau. Neu i'r gwrthwyneb, po fwyaf yw cyflymder y moleciwlau, y mwyaf yw egni cinetig y moleciwlau.
Beth am ddŵr poeth? Mae gan ddŵr poeth dymheredd uchel. Oherwydd bod tymheredd y dŵr yn uchel, mae gan y moleciwlau dŵr yn y dŵr egni cinetig cyfartalog mawr. Gan fod egni cinetig cyfartalog moleciwlau dŵr yn fawr, mae gan lawer o foleciwlau dŵr gyflymderau uchel (mae llawer o foleciwlau dŵr yn symud yn gyflym). Gall moleciwlau dŵr sydd â chyflymder uchel ddianc rhag y grymoedd deniadol rhwng moleciwlau a throi'n stêm. Dim ond moleciwlau dŵr â chyflymder uchel (moleciwlau dŵr ag egni cinetig mawr) sy'n dianc i stêm, tra nad yw moleciwlau dŵr â chyflymder isel (moleciwlau dŵr ag egni cinetig bach) yn troi'n stêm. Felly, pan fydd moleciwlau dŵr â chyflymder uchel yn newid yn stêm, mae egni cinetig cyfartalog y moleciwlau dŵr sy'n aros gyda'i gilydd yn mynd yn llai. Po leiaf yw'r egni cinetig cyfartalog, yr isaf yw tymheredd y dŵr (mae'r dŵr yn mynd yn oerach). Yn seiliedig ar y disgrifiad byr hwn, gellir dweud bod anweddu yn broses oeri.
Mae'r broses oeri a achosir gan anweddiad yn ddigwyddiad cyffredin ym mywyd beunyddiol. Pan fydd yr aer yn eithaf poeth, mae'r corff yn amsugno llawer o wres. Er mwyn cynnal tymheredd corff cyson, mae'r corff fel arfer yn rhyddhau gwres trwy chwys. Gan fod chwys yn derbyn gwres ychwanegol o'r haul a'r aer o'i gwmpas, mae egni cinetig y moleciwlau chwys yn cynyddu. Gan fod egni cinetig y moleciwlau chwys yn cynyddu, mae cyflymder y moleciwlau chwys yn cynyddu. Mae'r moleciwlau chwys yn troi'n anwedd. Pan fydd chwys yn anweddu, mae'r corff yn teimlo'n oer. Dyma enghraifft arall... Fel arfer ar ôl cawod, mae ein corff yn teimlo'n oer. Mae hyn oherwydd bod y dŵr sy'n glynu wrth wyneb y croen yn anweddu.
Mae'r broses anweddu a ddisgrifir uchod yn digwydd bob dydd. Gall dŵr y môr, dŵr llyn, a dŵr afonydd anweddu hefyd…
Pwysedd Anwedd
Yr hyn a olygir gan stêm yma yw anwedd dŵr. Sylwch ar y llun. Cynhwysydd caeedig wedi'i lenwi â dŵr (tybiwch fod yr aer yn y cynhwysydd wedi'i dynnu). Yn ôl damcaniaeth cinetig, mae moleciwlau dŵr bob amser yn symud. Wrth symud, mae gan foleciwlau dŵr gyflymder ac egni cinetig. Gall moleciwlau dŵr sydd â digon o gyflymder ac egni cinetig ddianc rhag y grymoedd deniadol rhwng moleciwlau dŵr a throi'n stêm... Mae'r un broses yn digwydd i'r moleciwlau dŵr yn y cynhwysydd wrth ei ymyl. Wrth i amser fynd heibio, mae mwy a mwy o foleciwlau dŵr yn troi'n stêm. Oherwydd bod y cynhwysydd ar gau, ni all y moleciwlau dŵr sydd wedi troi'n stêm ddianc i'r atmosffer (mae'r moleciwlau wedi'u dal yn y cynhwysydd). Mae nifer y moleciwlau dŵr sy'n troi'n stêm yn ddigon mawr fel bod posibilrwydd o wrthdrawiadau rhwng y moleciwlau a waliau'r cynhwysydd.
Bydd rhai o'r moleciwlau sy'n taro waliau'r cynhwysydd yn cael eu hadlewyrchu'n ôl i wyneb y dŵr ac yn cyfuno i ffurfio dŵr. Mae'r broses hon yn ailadrodd yn barhaus. Wrth i amser fynd heibio, bydd mwy a mwy o foleciwlau dŵr yn troi'n anwedd (newid o hylif i anwedd). Ar yr un pryd, bydd rhai o'r moleciwlau sy'n taro waliau'r cynhwysydd yn troi'n ôl yn ddŵr (newid o anwedd i hylif). Os yw nifer y moleciwlau sy'n newid o hylif i anwedd yn hafal i nifer y moleciwlau sy'n newid o anwedd i hylif, yna bydd cydbwysedd yn digwydd. Pan fydd cydbwysedd yn digwydd, dywedir bod top y cynhwysydd sy'n cynnwys anwedd wedi'i ddirlawn… Gelwir y pwysau anwedd yn y rhanbarth dirlawn yn bwysedd anwedd dirlawn.
Gelwir y newid o hylif i anwedd yn anweddiad. Gelwir y newid o anwedd i hylif yn gyddwysiad. Sylwch fod pwysedd anwedd dirlawn yn dibynnu ar dymheredd yn unig ac nid ar gyfaint. Wrth i dymheredd dŵr gynyddu, mae egni cinetig moleciwlau dŵr yn cynyddu.
Mae egni cinetig y moleciwlau dŵr yn cynyddu fel bod rhaid i gyflymder y moleciwlau dŵr gynyddu. Yn y modd hwn, bydd mwy a mwy o foleciwlau â chyflymder uchel yn troi'n anwedd (newid cyflwr o hylif i anwedd). Gan fod cyfaint y cynhwysydd yn sefydlog, dim ond ar nifer y moleciwlau (N) a'r cyflymder (v) y mae'r pwysau anwedd yn dibynnu.
Po fwyaf o foleciwlau (y mwyaf o N) sy'n trosi'n anwedd a pho uchaf yw cyflymder y moleciwlau hyn (y mwyaf o v), y mwyaf y mae'r pwysau anwedd yn cynyddu. Felly, bydd cydbwysedd yn digwydd ar bwysedd anwedd uwch. Felly, bydd y pwysau anwedd dirlawn hefyd yn cynyddu. Dim ond pan gyrhaeddir cydbwysedd y mae pwysau anwedd dirlawn yn bodoli. Mae'r canlynol yn dangos y newid ym mhwysedd anwedd dirlawn dŵr gyda thymheredd.
Mae pwysedd anwedd yn dibynnu ar gyfaint, ond nid yw pwysedd anwedd dirlawn. Os yw cyfaint cynhwysydd yn cynyddu neu'n lleihau, bydd cydbwysedd yn cael ei gyrraedd yn y pen draw. Mae'r darlun uchod i'ch tywys i ddeall y pwysedd anwedd dirlawn sy'n digwydd yn yr atmosffer. Y gwahaniaeth yw, yn y darlun blaenorol, ein bod wedi tybio nad oedd aer yn y rhan o'r cynhwysydd nad oedd yn cynnwys dŵr. Felly, dim ond anwedd dŵr oedd yn meddiannu'r rhan o'r cynhwysydd nad oedd yn cynnwys dŵr. Mewn cyferbyniad, mae wyneb y Ddaear bob amser yn llawn aer. Dim ond ymestyn yr amser y mae'n ei gymryd i gydbwysedd gyrraedd cydbwysedd y mae gwrthdrawiadau rhwng moleciwlau anwedd a moleciwlau nwy eraill yn ei gymryd. Fodd bynnag, bydd cydbwysedd yn cael ei gyrraedd yn y pen draw pan fydd nifer y moleciwlau dŵr sy'n troi'n anwedd yn hafal i nifer y moleciwlau anwedd sy'n troi'n ddŵr.
