Kinetesch Theorie
De Verdampfungsprozess kann mat der kinetescher Theorie erkläert ginn. Wéi Gasmoleküle beweege sech och Waassermoleküle. Den Ënnerscheed ass, datt Waassermoleküle sech net trennen kënnen, well d'Attraktiounskräfte tëscht hinne se nach ëmmer zesummehale kënnen. Am Géigesaz dozou sinn d'Attraktiounskräfte tëscht Gasmoleküle ganz schwaach, sou datt Gasmoleküle net zesummehale kënnen. Wa se sech beweegen, hunn Waassermoleküle Geschwindegkeet. E puer Waassermoleküle hunn héich Geschwindegkeeten, anerer niddreg. D'Verdeelung vun de Waassermolekülgeschwindegkeeten gläicht der Maxwell-Verdeelung.
Verdampfung geschitt wann d'Geschwindegkeet vun de Waassermoleküle grouss genuch ass, sou datt d'Attraktiounskraaft tëscht de Waassermoleküle se net zesummenhale kann. Ähnlech wéi eng Rakéit, déi sech an de Weltraum beweegt, ass d'Geschwindegkeet vun der Rakéit grouss genuch, sou datt d'Gravitatiounskraaft vun der Äerd se net dovun ofhale kann, op der Äerd ze bleiwen. Et sollt een drop hiweisen, datt nëmme Moleküle mat héijer Geschwindegkeet fäeg sinn, den Attraktiounskräften tëscht de Moleküle z'entkommen. Moleküle mat klenger Geschwindegkeet verbannen sech ëmmer nach fir Waasser ze bilden.
Waassermoleküle hunn Mass a Geschwindegkeet oder Vitess, sou datt Waassermoleküle kinetesch Energie hunn (EK = 1/2 mv² ) . Waassermoleküle mat héijer Geschwindegkeet hunn eng méi grouss kinetesch Energie wéi Waassermoleküle mat niddreger Geschwindegkeet. Sou kann ee soen, datt Waassermoleküle, déi den Attraktiounskräften tëscht de Moleküle (Waassermoleküle, déi an Damp ginn) entkomme kënnen, eng zimlech grouss kinetesch Energie hunn. Normalerweis klëmmt déi kinetesch Energie vun de Waassermoleküle mat der Waassertemperatur. Wann d'Waassertemperatur héich genuch ass, klëmmt déi kinetesch Energie vun de Waassermoleküle. Sou wäert méi Waasser an Damp ginn. Dëst entsprécht Fuerschungsresultater, déi weisen, datt d'Verdampfungsquote bei héijen Temperaturen normalerweis méi grouss ass.
Wann mir naass Kleeder an der Sonn dréchnen, absorbéieren déi naass Kleeder d'Hëtzt, déi vun der Sonn ausgestraalt gëtt. Déi zousätzlech Energie vun der Sonn bewierkt, datt d'kinetesch Energie vun de Waassermoleküle an de Kleeder eropgeet. Well déi kinetesch Energie eropgeet, beweege sech d'Waassermoleküle méi séier (d'Geschwindegkeet vun de Waassermoleküle klëmmt). Soubal hir Geschwindegkeet oder kinetesch Energie e bestëmmte Wäert erreecht, kënnen d'Waassermoleküle den Attraktiounskräften tëscht de Waassermoleküle entkommen an dann an Damp ëmwandelen. Et ass wichteg ze bemierken, datt d'Dréchne vu naasse Kleeder net nëmme vun der zousätzlecher Hëtzt vun der Sonn beaflosst gëtt. Naass Kleeder kënnen och duerch déi zousätzlech Hëtzt vun der waarmer Loft ronderëm d'Kleeder dréchnen (Hëtztiwwerdroe duerch Konduktioun vun der Loft op déi naass Kleeder).
Un engem waarmen Dag erwiermt sech de Buedem oder de Buedem méi séier. De Buedem erwiermt sech séier, well seng spezifesch Hëtzt zimlech grouss ass. De Buedem erwiermt d'Loft driwwer (an dësem Fall geschitt d'Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun). Déi waarm Loft dehnt sech aus (hir Dicht hëlt of) a beweegt sech no uewe. Wann se iwwer naass Kleeder fléisst, kollidéieren d'Loftmoleküle mat de Waassermoleküle an de Kleeder. D'Waassermoleküle beweege sech méi séier. Well se sech méi séier beweegen, klëmmt d'kinetesch Energie vun de Waassermoleküle. Déi séier beweeglech Waassermoleküle kollidéieren mat anere Waassermoleküle. Well se kontinuéierlech vu Loftmoleküle kollidéiert ginn, beweege sech d'Waassermoleküle méi séier (hir kinetesch Energie klëmmt).
Soubal hir Geschwindegkeet oder kinetesch Energie e bestëmmte Wäert erreecht, kënnen déi séier bewegend Waassermoleküle der Attraktioun tëscht de Moleküle entkommen a sech an Damp verwandelen... Déi kinetesch Energie vu Waassermoleküle oder Loftmoleküle ass enk mat der Temperatur verbonnen. Wann déi kinetesch Energie vu Waassermoleküle grouss ass, dann ass gläichzäiteg d'Waassertemperatur héich. Oder ëmgekéiert, wann d'Waassertemperatur héich ass, muss déi kinetesch Energie vu Waassermoleküle grouss sinn. Déi kinetesch Energie hänkt och mat der Geschwindegkeet zesummen. Wat méi grouss d'kinetesch Energie vun de Moleküle ass, wat méi grouss d'Geschwindegkeet vun de Moleküle ass. Oder ëmgekéiert, wat méi grouss d'Geschwindegkeet vun de Moleküle ass, wat méi grouss d'kinetesch Energie vun de Moleküle ass.
Wat ass mat waarmem Waasser? Waarmt Waasser huet eng héich Temperatur. Well d'Waassertemperatur héich ass, hunn d'Waassermoleküle am Waasser eng grouss duerchschnëttlech kinetesch Energie. Well déi duerchschnëttlech kinetesch Energie vun de Waassermoleküle grouss ass, hunn vill Waassermoleküle héich Geschwindegkeeten (vill Waassermoleküle beweege sech séier). Waassermoleküle mat héijer Geschwindegkeet kënnen den Attraktiounskräften tëscht de Moleküle entkommen an an Damp verwandelen. Nëmme Waassermoleküle mat héijer Geschwindegkeet (Waassermoleküle mat grousser kinetischer Energie) entkommen an den Damp, während Waassermoleküle mat gerénger Geschwindegkeet (Waassermoleküle mat klenger kinetischer Energie) net an Damp verwandelen. Sou gëtt déi duerchschnëttlech kinetesch Energie vun de Waassermoleküle, déi zesumme bleiwen, méi kleng, wann déi duerchschnëttlech kinetesch Energie méi kleng ass. Wat méi kleng déi duerchschnëttlech kinetesch Energie ass, wat d'Waassertemperatur méi niddreg ass (d'Waasser gëtt méi kal). Baséierend op dëser kuerzer Beschreiwung kann een soen, datt d'Verdampfung e Killprozess ass.
De Killprozess, deen duerch Verdampfung verursaacht gëtt, ass e reegelméissege Virfall am Alldag. Wann d'Loft zimmlech waarm ass, absorbéiert de Kierper vill Hëtzt. Fir eng konstant Kierpertemperatur ze halen, setzt de Kierper typescherweis Hëtzt duerch Schweess of. Well Schweess zousätzlech Hëtzt vun der Sonn an der Ëmgéigendloft kritt, klëmmt déi kinetesch Energie vun de Schweessmoleküle. Well déi kinetesch Energie vun de Schweessmoleküle eropgeet, klëmmt d'Geschwindegkeet vun de Schweessmoleküle. D'Schweessmoleküle ginn zu Damp. Wann de Schweess verdampft, fillt sech de Kierper kill un. Hei ass nach e Beispill... Normalerweis fillt sech eise Kierper no enger Dusch kill un. Dëst ass well d'Waasser, dat un der Uewerfläch vun der Haut pecht, verdampft.
De Verdampfungsprozess, deen uewe beschriwwe gëtt, fënnt all Dag statt. Mierwaasser, Séiwaasser a Flosswaasser kënnen och verdampfen…
Dampdrock
Wat hei mat Damp gemengt ass, ass Waasserdamp. Kuckt Iech d'Bild un. E zouene Behälter, deen mat Waasser gefëllt ass (huet dovun ausgaangen, datt d'Loft am Behälter ewechgeholl gouf). No der kinetischer Theorie beweege sech Waassermoleküle ëmmer. Wa se sech beweegen, hunn d'Waassermoleküle Geschwindegkeet a kinetesch Energie. Waassermoleküle, déi genuch Geschwindegkeet a kinetesch Energie hunn, kënnen den Attraktiounskräften tëscht de Waassermoleküle entkommen an an Damp ëmgewandelt ginn... Deeselwechte Prozess geschitt mat de Waassermoleküle am Behälter niewendrun. Mat der Zäit ginn ëmmer méi Waassermoleküle an Damp ëmgewandelt. Well de Behälter zou ass, kënnen d'Waassermoleküle, déi an Damp ëmgewandelt goufen, net an d'Atmosphär entkommen (d'Moleküle sinn am Behälter agespaart). D'Zuel vun de Waassermoleküle, déi an Damp ëmgewandelt ginn, ass grouss genuch, sou datt et eng Méiglechkeet vu Kollisiounen tëscht de Molekülen an de Wänn vum Behälter gëtt.
E puer vun de Molekülen, déi d'Wänn vum Behälter treffen, ginn zréck op d'Uewerfläch vum Waasser reflektéiert a verbannen sech fir Waasser ze bilden. Dëse Prozess widderhëlt sech dauernd. Mat der Zäit ginn ëmmer méi Waassermoleküle zu Damp verwandelt (vu Flëssegkeet an Damp wiesselen). Gläichzäiteg ginn e puer vun de Molekülen, déi d'Wänn vum Behälter treffen, zréck a Waasser (vu Damp an Flëssegkeet wiesselen). Wann d'Zuel vun de Molekülen, déi vu Flëssegkeet an Damp wiesselen, gläich ass mat der Zuel vun de Molekülen, déi vu Damp an Flëssegkeet wiesselen, dann entsteet e Gläichgewiicht. Wann e Gläichgewiicht entsteet, gëtt den ieweschten Deel vum Behälter, deen Damp enthält, als gesättigt bezeechent... Den Dampdrock am gesättigte Beräich ass bekannt als gesättigte Dampdrock.
De Wiessel vu Flëssegkeet zu Damp gëtt Verdampfung genannt. De Wiessel vu Damp zu Flëssegkeet gëtt Kondensatioun genannt. Bedenkt datt de gesättigte Dampdrock nëmme vun der Temperatur ofhänkt a net vum Volumen. Wann d'Waassertemperatur eropgeet, klëmmt d'kinetesch Energie vun de Waassermoleküle.
Déi kinetesch Energie vun de Waassermoleküle klëmmt, sou datt d'Geschwindegkeet vun de Waassermoleküle muss zouhuelen. Op dës Manéier ginn ëmmer méi Moleküle mat héijer Geschwindegkeet zu Damp ëmgewandelt (den Zoustand vu Flëssegkeet zu Damp änneren). Well de Volumen vum Behälter fixéiert ass, hänkt den Dampdrock nëmme vun der Unzuel vun de Molekülen (N) an der Geschwindegkeet (v) of.
Wat méi Molekülle (wat méi grouss den N ass) sech an Damp ëmwandelen a wat méi séier dës Molekülle sinn (wat méi grouss de v ass), wat méi den Dampdrock eropgeet. Sou entsteet e Gläichgewiicht bei engem méi héije Dampdrock. Dofir wäert och den gesättigte Dampdrock eropgoen. E gesättigte Dampdrock existéiert nëmmen dann, wann d'Gläichgewiicht erreecht ass. Déi folgend weist d'Ännerung vum gesättigte Dampdrock vu Waasser mat der Temperatur.
Den Dampdrock hänkt vum Volumen of, awer den gesättigte Dampdrock net. Wann de Volumen vun engem Behälter erop- oder erofgeet, gëtt schlussendlech d'Gläichgewiicht erreecht. D'Illustratioun uewen ass einfach do fir Iech ze hëllefen, den gesättigte Dampdrock an der Atmosphär ze verstoen. Den Ënnerscheed ass, datt mir an der viregter Illustratioun ugeholl hunn, datt keng Loft an deem Deel vum Behälter wier, deen kee Waasser enthält. Dofir war den Deel vum Behälter, deen kee Waasser enthält, nëmme vu Waasserdamp besat. Am Géigesaz dozou ass d'Äerduewerfläch ëmmer mat Loft gefëllt. Kollisiounen tëscht Dampmoleküle an anere Gasmoleküle verlängeren nëmmen d'Zäit, déi et dauert, bis d'Gläichgewiicht d'Gläichgewiicht erreecht. D'Gläichgewiicht gëtt awer schlussendlech erreecht, wann d'Zuel vun de Waassermoleküle, déi an Damp ginn, gläich ass mat der Zuel vun den Dampmoleküle, déi a Waasser ginn.
