運動論
蒸発過程は運動論を用いて説明できます。気体分子と同様に、水分子も運動します。違いは、水分子は互いに引き合う力が強いため、分離することができない点です。一方、気体分子間の引力は非常に弱いため、気体分子は互いにくっつくことができません。運動する水分子には速度があります。高速で運動する水分子もあれば、低速で運動する水分子もあります。水分子の速度分布は、マクスウェル分布に似ています。
蒸発は、水分子の速度が十分に大きくなり、水分子間の引力が分子同士を結合させ続けることができなくなったときに起こります。宇宙へ向かうロケットの速度が十分に大きいため、地球の重力がロケットを地球上に留めておくことができないのと同様です。分子間の引力から逃れることができるのは、速度の大きい分子だけであることに注意が必要です。速度の小さい分子は依然として結合して水を形成します。
水分子は質量と速度を持つため、運動エネルギー（EK = 1/2 mv²）を持ちます。速度の速い水分子は、速度の遅い水分子よりも運動エネルギーが大きくなります。したがって、分子間の引力から逃れることができる水分子（蒸気になる水分子）は、非常に大きな運動エネルギーを持つと言えます。通常、水分子の運動エネルギーは水温の上昇とともに増加します。水温が十分に高ければ、水分子の運動エネルギーは増加します。そのため、より多くの水が蒸気になります。これは、蒸発速度は通常高温で大きくなるという研究結果と一致しています。
濡れた衣類を太陽の下で乾かすと、濡れた衣類は太陽から放出される熱を吸収します。太陽からの追加のエネルギーによって、衣類に含まれる水分子の運動エネルギーが増加します。運動エネルギーが増加すると、水分子の動きが速くなります（水分子の速度が上がります）。水分子の速度または運動エネルギーが一定の値に達すると、水分子は水分子間の引力から逃れ、蒸気になります。濡れた衣類の乾燥は、太陽からの追加の熱だけによって影響を受けるわけではないことに注意することが重要です。濡れた衣類は、衣類の周囲の暖かい空気からの追加の熱によっても乾燥します（空気から濡れた衣類への熱伝導）。
暑い日には、地面や床はより早く温まります。地面は比熱が非常に大きいため、すぐに温まります。地面は上の空気を温めます（この場合、熱伝達は伝導によって起こります）。温まった空気は膨張し（密度が低下し）、上昇します。濡れた衣服の上を通過すると、空気分子は衣服内の水分子と衝突します。水分子はより速く動きます。動きが速くなるため、水分子の運動エネルギーが増加します。速く動く水分子は他の水分子と衝突します。水分子は空気分子と絶えず衝突するため、より速く動きます（運動エネルギーが増加します）。
速度または運動エネルギーが一定の値に達すると、高速で移動する水分子は分子間の引力から逃れて蒸気に変わります。水分子や空気分子の運動エネルギーは温度と密接に関係しています。水分子の運動エネルギーが大きい場合、同時に水温も高くなります。逆に、水温が高い場合は、水分子の運動エネルギーも大きくなければなりません。運動エネルギーは速度とも関係しています。分子の運動エネルギーが大きいほど、分子の速度も大きくなります。逆に、分子の速度が大きいほど、分子の運動エネルギーも大きくなります。
では、お湯の場合はどうでしょうか？お湯は温度が高いです。水温が高いため、水中の水分子は平均運動エネルギーが大きくなります。水分子の平均運動エネルギーが大きいため、多くの水分子が高速で運動します（多くの水分子が速く動きます）。高速で運動する水分子は、分子間の引力から逃れて蒸気になります。高速で運動する水分子（運動エネルギーが大きい水分子）だけが蒸気になり、低速で運動する水分子（運動エネルギーが小さい水分子）は蒸気になりません。したがって、高速で運動する水分子が蒸気に変わると、残った水分子の平均運動エネルギーは小さくなります。平均運動エネルギーが小さいほど、水温は低くなります（水は冷たくなります）。この簡単な説明から、蒸発は冷却過程であると言えます。
蒸発による冷却プロセスは、日常生活でよく起こる現象です。空気がかなり暑いとき、体は多くの熱を吸収します。体温を一定に保つために、体は通常、汗を通して熱を放出します。汗は太陽や周囲の空気からさらに熱を受け取るため、汗分子の運動エネルギーが増加します。汗分子の運動エネルギーが増加すると、汗分子の速度が増加します。汗分子は蒸気になります。汗が蒸発すると、体は涼しく感じます。別の例を挙げましょう... シャワーの後、私たちの体は通常涼しく感じます。これは、皮膚の表面に付着した水が蒸発するためです。
上記で説明した蒸発過程は毎日起こります。海水、湖水、河川水も蒸発します…。
蒸気圧
ここでいう蒸気とは水蒸気のことです。図を見てください。水で満たされた密閉容器（容器内の空気は抜かれているものとします）。運動論によれば、水分子は常に動いています。動いているとき、水分子は速度と運動エネルギーを持っています。十分な速度と運動エネルギーを持つ水分子は、水分子間の引力から逃れて蒸気に変わります。隣の容器の水分子にも同じプロセスが起こります。時間が経つにつれて、ますます多くの水分子が蒸気に変わります。容器は密閉されているため、蒸気になった水分子は大気中に逃げることができません（分子は容器内に閉じ込められています）。蒸気になる水分子の数は十分に多いため、分子と容器の壁との衝突が起こる可能性があります。
容器の壁に衝突した分子の一部は水面に反射され、結合して水を形成します。このプロセスは継続的に繰り返されます。時間が経つにつれて、ますます多くの水分子が蒸気（液体から蒸気へ変化）になります。同時に、容器の壁に衝突した分子の一部は水（蒸気から液体へ変化）に戻ります。液体から蒸気へ変化する分子の数と蒸気から液体へ変化する分子の数が等しくなると、平衡状態になります。平衡状態になると、蒸気を含む容器の上部は飽和状態にあると言われます。飽和領域の蒸気圧は飽和蒸気圧と呼ばれます。
液体から気体への変化を蒸発、気体から液体への変化を凝縮といいます。飽和蒸気圧は温度のみに依存し、体積には依存しないことに注意してください。水の温度が上昇すると、水分子の運動エネルギーが増加します。
水分子の運動エネルギーが増加するため、水分子の速度も増加します。このようにして、高速で移動する分子がますます多く蒸気（液体から気体へ状態変化）に変化します。容器の体積は一定であるため、蒸気圧は分子数（N）と速度（v）のみに依存します。
蒸気に変化する分子の数（Nが大きいほど）と、これらの分子の速度（vが大きいほど）が速いほど、蒸気圧は高くなります。したがって、平衡状態はより高い蒸気圧で発生します。そのため、飽和蒸気圧も高くなります。飽和蒸気圧は平衡状態に達したときにのみ存在します。以下に、温度による水の飽和蒸気圧の変化を示します。
蒸気圧は体積に依存しますが、飽和蒸気圧は依存しません。容器の体積が増減しても、最終的には平衡状態に達します。上の図は、大気中で発生する飽和蒸気圧を理解するためのガイドです。違いは、前の図では、容器内の水を含まない部分には空気がないと仮定したことです。したがって、容器内の水を含まない部分は水蒸気のみで満たされていました。これに対し、地球の表面は常に空気で満たされています。蒸気分子と他の気体分子との衝突は、平衡状態に達するまでの時間を長引かせるだけです。しかし、水分子が蒸気に変化する数と蒸気分子が水に変化する数が等しくなると、最終的には平衡状態に達します。
