Булану процесін кинетикалық теорияны қолдану арқылы түсіндіруге болады. Газ молекулалары сияқты, су молекулалары да қозғалады. Айырмашылығы - су молекулалары шашыраңқы бола алмайды, себебі молекулалар арасындағы тартылыс күші оларды бірге ұстап тұра алады. Керісінше, газ молекулалары арасындағы тартылыс күші нәзік, сондықтан газ молекулалары біріге алмайды. Қозғалған кезде су молекулаларының жылдамдығы болады. Жоғары жылдамдыққа ие су молекулалары бар; жылдамдығы аз су молекулалары да бар. Су молекуласының жылдамдығының таралуы Максвелл таралуына ұқсайды.
Булану су молекулаларының жылдамдығы су молекулалары арасындағы тартылыс күші оны бірге ұстап тұра алмайтындай үлкен болған кезде пайда болады. Ғарышқа ұшып бара жатқан зымырандарға ұқсас, зымыранның жылдамдығы Жердің тартылыс күші оны жерде ұстап тұра алмайтындай үлкен. Молекулалар арасындағы тартылыс күші тек үлкен жылдамдықтағы молекулалар ғана құтыла алатынын ескеріңіз. Жылдамдығы төмен молекулалар су сияқты бірге қалады.
Су молекулаларының массасы мен жылдамдығы бар, сондықтан су молекулаларының кинетикалық энергиясы бар (EK = 1/2 м v2). Жоғары жылдамдықты су молекулаларының кинетикалық энергиясы төмен жылдамдықты су молекулаларына қарағанда жоғары. Осылайша, молекулалар арасындағы тартылыс күшінен (буға айналатын су молекулалары) құтыла алатын су молекулаларының айтарлықтай кинетикалық энергиясы бар деп айтуға болады. Әдетте, су молекулаларының кинетикалық энергиясы су температурасының жоғарылауымен артады. Егер су температурасы жеткілікті жоғары болса, су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады; осылайша көбірек су буға айналады. Булану жылдамдығы әдетте жоғары температурада жоғары болатынын көрсететін зерттеулер нәтижелеріне сәйкес келеді.
Ылғал киімдерді күн сәулесінде кептіргенде, дымқыл киімдер күннен бөлінетін жылуды сіңіреді. Күннен келетін энергияның қосылуы киімдегі су молекулаларының кинетикалық энергиясының артуына әкеледі. Кинетикалық энергия артқандықтан, су молекулалары жылдамырақ қозғалады (су молекулаларының жылдамдығы артады). Жылдамдық немесе кинетикалық энергия белгілі бір мәнге жеткеннен кейін, су молекулалары су молекулалары арасындағы тартылыс күшінен шығып, буға айнала алады. Ылғал киімнің кебуіне тек күн сәулесінен келетін жылудың қосылуы ғана әсер етпейтінін ескеріңіз. Ылғал киімдер киімнің айналасындағы жылы ауадан келетін қосымша жылудың әсерінен де кебуі мүмкін (жылу ауадан дымқыл киімге өткізгіштік арқылы өтеді).
Ыстық күні жер қызады. Жер үстіндегі ауаны қыздырады (бұл жағдайда жылу өткізгіштік арқылы жылу беру). Ыстық ауа кеңейеді (тығыздық төмендейді) және жоғары қарай жылжиды. Ылғал киімдерді өткізген кезде су молекулалары киімнің ішіндегі су молекулаларын ұрады. Су молекулалары жылдамырақ қозғалады, су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады. Тез қозғалатын су молекулалары басқа су молекулаларына соғылады. Ауа молекулалары оны үздіксіз ұратындықтан, су молекулалары жылдамырақ қозғалады (кинетикалық энергия артады). Жылдамдық немесе кинетикалық энергия белгілі бір мәнге жеткенде, жылдам қозғалатын су молекулалары молекулалар арасындағы тартылыс күшін жойып, буға айнала алады. Су молекулаларының немесе су молекулаларының кинетикалық энергиясы температурамен тығыз байланысты. Егер су молекулаларының кинетикалық энергиясы үлкен болса, онда сонымен бірге су температурасы жоғары болады. Немесе керісінше, су температурасы жоғары болған кезде, су молекулаларының кинетикалық энергиясы үлкен болуы керек. Кинетикалық энергия жылдамдықпен де байланысты. Молекуланың кинетикалық энергиясы неғұрлым жоғары болса, молекуланың жылдамдығы соғұрлым жоғары болады. Немесе керісінше, молекуланың жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, молекуланың кинетикалық энергиясы соғұрлым жоғары болады.
Ал ыстық су туралы не деуге болады? Ыстық судың температурасы жоғары. Су температурасы жоғары болғандықтан, судағы молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы бар. Су молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы айтарлықтай болғандықтан, көптеген су молекулаларының жылдамдығы жоғары. Су молекулаларының жылдамдығы жоғары және молекулалар арасындағы тартылыс күшінен шығып, буға айнала алады. Төмен жылдамдықты су молекулалары (кинетикалық энергиясы аз су молекулалары) буға айналмайды. Осылайша, жоғары жылдамдығы бар су молекулалары буға айналғанда, су молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы кішірейеді. Орташа кинетикалық энергия неғұрлым аз болса, су температурасы соғұрлым төмен болады. Осы қысқаша сипаттамаға сүйене отырып, булану салқындату процесі деп айтуға болады.
Булану салдарынан салқындату процесі күнделікті өмірде әрқашан кездеседі. Ауа жеткілікті ыстық болған кезде, дене көп жылуды сіңіреді. Дене температурасын тұрақты ұстау үшін дене әдетте тер арқылы жылуды бөледі. Тер күннен және қоршаған ауадан қосымша жылу алатындықтан, тер су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады. Себебі тер су молекулаларының кинетикалық энергиясы артқан сайын тер су молекулаларының жылдамдығы артады. Тер молекулалары буға айналады. Тер буланған кезде, дене салқын сезінеді.
Әдетте, ванна қабылдағаннан кейін денеміз салқын сезінеді. Себебі терінің бетіне жабысқан су булану процесінен өтеді.
Бұрын сипатталған булану процесі әрқашан күн сайын жүреді. Теңіз суы, көл суы, өзен суы да булануы мүмкін.
Бу қысымы
Мұндағы бу деп су буын айтуға болады. Суретке назар аударыңыз. Суға толы жабық ыдыс (ыдыстың ішіндегі ауа алынып тасталған деп есептейік). Кинетикалық теорияға сәйкес, су молекулалары әрқашан қозғалады. Қозғалған кезде су молекулалары қозғалу жылдамдығы мен энергиясына ие. Су молекулалары арасындағы тартылыс күшінен құтылып, буға айналатын жылдамдық пен үлкен кинетикалық энергияға ие су молекулалары.
Дәл осындай процесс ыдыстағы су молекулаларында да жүреді. Уақыт өте келе, су молекулаларының саны артып, буға айналады. Ыдыс жабық болғандықтан, буға айналған су молекулалары атмосфераға шыға алмайды (молекулалар ыдыста тұрып қалады). Буға айналатын су молекулаларының мөлшері өте көп, сондықтан молекулалардың ыдыс қабырғаларымен соқтығысуы мүмкін.
Ыдыстың қабырғаларын соғатын кейбір молекулалар су бетіне шағылысып, суға бірігеді. Бұл процесс үздіксіз қайталанады. Уақыт өте келе, су молекулаларының саны артып, буға айналады (сұйықтықтан буға айналады). Сонымен қатар, ыдыстың қабырғаларына соғылатын кейбір молекулалар қайтадан суға айналады (будан сұйықтыққа айналады). Егер сұйықтықтан буға ауысатын молекулалар саны будан сұйықтыққа ауысатын молекулалар санына тең болса, тепе-теңдік орнайды. Тепе-теңдік орнаған кезде, газ бар ыдыстың жоғарғы жағы қаныққан деп аталады. Қаныққан аймақтағы бу қысымы қаныққан бу қысымы деп аталады.
Сұйық күйден бу күйіне түрінің өзгеруі булану деп аталады. Дегенмен, будың сұйыққа түрінің өзгеруі конденсация деп аталады. Қаныққан бу қысымы тек температураға байланысты екенін және көлемге тәуелді емес екенін ескеріңіз. Егер су температурасы артса, су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады.
Су молекулаларының кинетикалық энергиясы артады, сондықтан су молекулаларының жылдамдығы артуы керек. Осылайша, жоғары жылдамдықты молекулалар буға айналады (сұйықтықтан буға айналады). Ыдыстың көлемі тұрақты болғандықтан, бу қысымы тек молекулалар санына (N) және жылдамдыққа (v) байланысты.
Буға неғұрлым көп молекулалар айналса және молекулалардың жылдамдығы соғұрлым жоғары болса, бу қысымы да артады. Осылайша, тепе-теңдік жоғары бу қысымында пайда болады. Демек, қаныққан бу қысымы да жоғары болады. Қаныққан бу қысымы тек тепе-теңдік орнаған кезде ғана болады.
Бу қысымы көлемге байланысты, бірақ қаныққан бу қысымы көлемге тәуелді емес. Егер ыдыстың көлемі артса немесе азайса, тепе-теңдік пайда болады. Жоғарыдағы суретте тек атмосферада пайда болатын қаныққан бу қысымы ғана түсіндіріледі. Айырмашылығы, алдыңғы мысалда, ыдыстың суы жоқ бөлігінде су жоқ деп есептейміз. Сондықтан, ыдыстың суы жоқ бөлігін тек су буы алып жатыр. Екінші жағынан, жер беті әрқашан ауаға толы болады. Бу молекулалары мен басқа газ молекулаларының соқтығысуы тепе-теңдікті ұзартады. Дегенмен, белгілі бір сәтте буға айналатын су молекулаларының саны суға айналатын бу молекулаларының санына тең болса, тепе-теңдік орнайды.
