Процесот на испарување може да се објасни со помош на кинетичката теорија. Како и молекулите на гас, така и молекулите на водата се движат. Разликата е во тоа што молекулите на водата не можат да бидат расфрлани бидејќи привлечноста меѓу молекулите сè уште може да ги држи заедно. Обратно, привлечноста меѓу молекулите на гасот е кревка, така што молекулите на гасот не можат да се спојат. Кога се движат, молекулите на водата имаат брзина. Постојат молекули на вода кои имаат големи брзини; постојат и молекули на вода кои имаат мала брзина. Распределбата на брзината на молекулата на водата наликува на Максвеловата распределба.
Испарувањето се случува кога брзината на молекулите на водата е доволно голема за да привлечноста меѓу молекулите на водата не може да ја држи заедно. Слично на ракетите што се движат во вселената, брзината на ракетата е доволно голема за да гравитационата сила на Земјата не може да ја држи да остане на Земјата. Забележете дека само молекулите со големи брзини можат да избегаат од привлечноста меѓу молекулите. Молекулите со мали брзини остануваат заедно како водата.
Молекулите на водата имаат маса и брзина, така што молекулите на водата имаат кинетичка енергија (EK = 1/2 m v2). Молекулите на водата со голема брзина имаат поголема кинетичка енергија од молекулите на водата со мала брзина. Така, може да се каже дека молекулите на водата што можат да избегаат од привлечноста меѓу молекулите (молекули на вода што се претвораат во пареа) имаат значителна кинетичка енергија. Вообичаено, кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува со зголемување на температурата на водата. Ако температурата на водата е доволно висока, кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува; така, повеќе вода ќе се претвори во пареа. Во согласност со резултатите од истражувањата што покажуваат дека стапката на испарување е обично поголема на високи температури.
Кога сушиме влажна облека на сонце, влажната облека апсорбира топлина што ја емитува сонцето. Додавањето енергија од сонцето предизвикува зголемување на кинетичката енергија на молекулите на водата во облеката. Бидејќи кинетичката енергија се зголемува, молекулите на водата се движат побрзо (брзината на молекулите на водата се зголемува). Откако брзината или кинетичката енергија ќе достигне одредена вредност, молекулите на водата можат да избегаат од привлечноста меѓу молекулите на водата, а потоа да се претворат во пареа. Ве молиме имајте предвид дека сушењето на влажна облека не е под влијание само на додавањето топлина од сонцето. Мократа облека може да се исуши и поради дополнителната топлина од топлиот воздух околу облеката (топлината се движи со спроводливост од воздух кон влажна облека).
Во текот на жежок ден, земјата станува потопла. Копното го загрева воздухот над неа (во овој случај, преносот на топлина е преку спроводливост). Топлиот воздух се шири (густината се намалува) и се движи нагоре. При поминување на мокра облека, молекулите на водата ги удираат молекулите на водата во облеката. Молекулите на водата се движат побрзо, кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува. Молекулите на водата што се движат брзо ги удираат другите молекули на водата. Бидејќи е континуирано удирана од молекулите на воздухот, молекулите на водата се движат побрзо (кинетичката енергија се зголемува). Откако брзината или кинетичката енергија ќе достигне одредена вредност, брзодвижечките молекули на водата можат да избегаат од привлечноста меѓу молекулите и да се претворат во пареа. Кинетичката енергија на молекулите на водата или молекулите на водата е тесно поврзана со температурата. Ако кинетичката енергија на молекулите на водата е голема, тогаш во исто време температурата на водата е висока. Или обратно, кога температурата на водата е висока, кинетичката енергија на молекулите на водата мора да биде голема. Кинетичката енергија е исто така поврзана со брзината. Колку е поголема кинетичката енергија на молекулата, толку е поголема брзината на молекулата. Или обратно, колку е поголема брзината на молекулата, толку е поголема кинетичката енергија на молекулата.
Што е со топлата вода? Топлата вода има висока температура. Поради високата температура на водата, молекулите во водата имаат прилично просечна кинетичка енергија. Поради значителната просечна кинетичка енергија на молекулите на водата, многу молекули на вода имаат големи брзини. Молекулите на водата имаат голема брзина и можат да избегаат од силата на привлекување меѓу молекулите и да се претворат во пареа. Молекулите на водата со мала брзина (молекули на вода со мала кинетичка енергија) не се претвораат во пареа. Така, кога молекулите на водата чија голема брзина се претвора во пареа, просечната кинетичка енергија на молекулите на водата станува помала. Колку е помала просечната кинетичка енергија, толку е пониска температурата на водата. Врз основа на овој краток опис, може да се каже дека испарувањето е процес на ладење.
Процесот на ладење поради испарување секогаш се доживува во секојдневниот живот. Кога воздухот е доволно топол, телото апсорбира многу топлина. За да ја одржи телесната температура константна, телото обично ослободува топлина преку потење. Бидејќи потта добива дополнителна топлина од сонцето и околниот воздух, кинетичката енергија на молекулите на водата од потта се зголемува. Бидејќи како што се зголемува кинетичката енергија на молекулите на водата од потта, се зголемува и брзината на молекулите на водата од потта. Молекулите на потта се претвораат во пареа. Кога потта испарува, телото се чувствува ладно.
Типично, по капењето, нашето тело се чувствува свежо. Ова е затоа што водата што се наоѓа на површината на кожата поминува низ процес на испарување.
Процесот на испарување опишан претходно секогаш се случува секој ден. Морската вода, езерската вода, речната вода исто така можат да испарат.
Притисок на пареа
Под пареа овде се подразбира водена пареа. Набљудувајте ја сликата. Затворен сад исполнет со вода (да претпоставиме дека воздухот во садот е отстранет). Според кинетичката теорија, молекулите на водата секогаш се движат. Кога се движат, молекулите на водата имаат брзина и енергија на движење. Молекули на вода кои имаат брзина и голема кинетичка енергија за да избегаат од силата на привлекување помеѓу молекулите на водата и да се претворат во пареа.
Истиот процес се случува и кај молекулите на водата во сад. Со текот на времето, сè повеќе молекули на вода се претвораат во пареа. Бидејќи садот е затворен, молекулите на водата што се претвориле во пареа не можат да излезат во атмосферата (молекулите се заробени во садот). Количината на молекули на вода што се претвораат во пареа е доста голема, па затоа постои можност за судири меѓу молекулите со ѕидовите на садот.
Некои молекули што ги удираат ѕидовите на садот ќе бидат рефлектирани кон површината на водата и ќе се спојат во водата. Овој процес се повторува континуирано. Со текот на времето, сè повеќе молекули на вода се претвораат во пареа (преминувајќи од течност во пареа). Во исто време, некои од молекулите што се удираат во ѕидовите на садот повторно ќе се претворат во вода (преминувајќи од пареа во течност). Ако бројот на молекули што се менуваат од течност во пареа е еднаков на бројот на молекули што се менуваат од пареа во течност, ќе има рамнотежа. Кога ќе се појави рамнотежа, горниот дел од садот што го содржи гасот се вели дека е заситен. Притисокот на пареата во заситената област е познат како притисок на заситена пареа.
Промената на формата од течност во пареа се нарекува испарување. Сепак, промената на формата од пареа во течност се нарекува кондензација. Забележете дека притисокот на заситената пареа зависи исклучиво од температурата и не зависи од волуменот. Ако температурата на водата се зголеми, кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува.
Кинетичката енергија на молекулите на водата се зголемува, така што брзината на молекулите на водата мора да се зголеми. Така, сè повеќе молекули со голема брзина ќе се претворат во пареа (преминувајќи од течност во пареа). Бидејќи волуменот на садот е фиксен, притисокот на пареата зависи исклучиво од бројот на молекули (N) и брзината (v).
Колку повеќе молекули се претвораат во пареа и колку е поголема брзината на молекулите, толку се зголемува и притисокот на пареата. Така, рамнотежата ќе се случи при повисок притисок на пареата. Затоа, притисокот на заситената пареа е исто така поголем. Заситениот притисок на пареата постои само кога се јавува рамнотежа.
Притисокот на пареата зависи од волуменот, но притисокот на заситената пареа не зависи од волуменот. Ако волуменот на садот се зголеми или намали, ќе се појави рамнотежа. Горенаведената илустрација само сака да го разберете притисокот на заситената пареа што се јавува во атмосферата. Разликата е во тоа што, во претходниот пример, претпоставуваме дека нема вода во делот од садот што не содржи вода. Затоа, делот од резервоарот што не содржи вода е окупиран само од водена пареа. Од друга страна, површината на земјата е секогаш исполнета со воздух. Судирот помеѓу молекулите на пареа и другите молекули на гас само ја продолжува рамнотежата. Сепак, во одреден момент, ќе има рамнотежа ако бројот на молекули на вода што се претвораат во пареа е еднаков на бројот на молекули на пареа што се претвораат во вода.
