Proces izhlapevanja lahko razložimo s kinetično teorijo. Tako kot molekule plina se gibljejo tudi molekule vode. Razlika je v tem, da se molekule vode ne morejo razpršiti, ker jih privlačnost med molekulami še vedno drži skupaj. Nasprotno pa je privlačnost med molekulami plina krhka, zato se molekule plina ne morejo zliti. Ko se molekule vode gibljejo, imajo hitrost. Obstajajo molekule vode z veliko hitrostjo; obstajajo pa tudi molekule vode z majhno hitrostjo. Porazdelitev hitrosti molekule vode je podobna Maxwellovi porazdelitvi.
Do izhlapevanja pride, ko je hitrost molekul vode dovolj velika, da jih privlačnost med molekulami vode ne more zadržati skupaj. Podobno kot rakete, ki se premikajo v vesolje, je hitrost rakete dovolj velika, da je gravitacijska sila Zemlje ne more zadržati na Zemlji. Upoštevajte, da se lahko privlačnosti med molekulami izognejo le molekule z velikimi hitrostmi. Molekule z majhnimi hitrostmi ostanejo skupaj kot voda.
Molekule vode imajo maso in hitrost, tako da imajo molekule vode kinetično energijo (EK = 1/2 m v2). Molekule vode z visoko hitrostjo imajo višjo kinetično energijo kot molekule vode z nizko hitrostjo. Tako lahko trdimo, da imajo molekule vode, ki se lahko izognejo privlačnosti med molekulami (molekule vode, ki se spremenijo v paro), precejšnjo kinetično energijo. Običajno se kinetična energija molekul vode povečuje z naraščajočo temperaturo vode. Če je temperatura vode dovolj visoka, se kinetična energija molekul vode poveča; zato se bo več vode spremenilo v paro. To je skladno z rezultati raziskav, ki kažejo, da je hitrost izhlapevanja običajno višja pri visokih temperaturah.
Ko mokra oblačila sušimo na soncu, absorbirajo toploto, ki jo oddaja sonce. Dodatek sončne energije povzroči povečanje kinetične energije molekul vode v oblačilih. Ker se kinetična energija poveča, se molekule vode gibljejo hitreje (hitrost molekul vode se poveča). Ko hitrost ali kinetična energija doseže določeno vrednost, se lahko molekule vode izognejo privlačnosti med molekulami vode in se nato spremenijo v paro. Upoštevajte, da na sušenje mokrih oblačil ne vpliva le dodajanje toplote sonca. Mokra oblačila se lahko posušijo tudi zaradi dodatne toplote toplega zraka okoli oblačil (toplota se prenaša s prevodnostjo iz zraka na mokra oblačila).
Med vročim dnevom se tla segrejejo. Zemlja segreva zrak nad seboj (v tem primeru prenos toplote s prevodnostjo). Vroč zrak se razširi (gostota se zmanjša) in se dvigne. Ko gre mimo mokrih oblačil, molekule vode trkajo ob molekule vode v oblačilih. Molekule vode se gibljejo hitreje, kinetična energija molekul vode se poveča. Molekule vode, ki se hitro premikajo, trčijo ob druge molekule vode. Ker molekule zraka nenehno trkajo ob tla, se molekule vode gibljejo hitreje (kinetična energija se poveča). Ko hitrost ali kinetična energija doseže določeno vrednost, se lahko hitro premikajoče se molekule vode izognejo privlačnosti med molekulami in se spremenijo v paro. Kinetična energija molekul vode ali molekul vode je tesno povezana s temperaturo. Če je kinetična energija molekul vode velika, je hkrati temperatura vode visoka. Ali obratno, ko je temperatura vode visoka, mora biti kinetična energija molekul vode velika. Kinetična energija je povezana tudi s hitrostjo. Višja kot je kinetična energija molekule, višja je hitrost molekule. Ali obratno, višja kot je hitrost molekule, višja je kinetična energija molekule.
Kaj pa vroča voda? Vroča voda ima visoko temperaturo. Zaradi visoke temperature vode imajo molekule v vodi dokaj povprečno kinetično energijo. Zaradi precejšnje povprečne kinetične energije molekul vode imajo številne molekule vode visoke hitrosti. Molekule vode imajo veliko hitrost in se lahko izognejo sili privlačnosti med molekulami ter se spremenijo v paro. Molekule vode z nizko hitrostjo (molekule vode z majhno kinetično energijo) se ne spremenijo v paro. Ko se torej molekule vode z veliko hitrostjo spremenijo v paro, se povprečna kinetična energija molekul vode zmanjša. Manjša kot je povprečna kinetična energija, nižja je temperatura vode. Na podlagi tega kratkega opisa lahko trdimo, da je izhlapevanje proces hlajenja.
Proces ohlajanja zaradi izhlapevanja se v vsakdanjem življenju nenehno pojavlja. Ko je zrak dovolj vroč, telo absorbira veliko toplote. Da bi ohranilo konstantno telesno temperaturo, telo običajno sprošča toploto z znojem. Ker znoj dobi dodatno toploto od sonca in okoliškega zraka, se kinetična energija molekul vode znoja poveča. Z naraščanjem kinetične energije molekul vode znoja se namreč poveča hitrost molekul vode znoja. Molekule znoja se spremenijo v paro. Ko znoj izhlapi, se telo počuti hladno.
Običajno se po kopanju naše telo počuti hladno. To je zato, ker voda, ki se veže na površino kože, izhlapeva.
Prej opisani proces izhlapevanja se vedno dogaja vsak dan. Izhlapeva lahko tudi morska, jezerska in rečna voda.
Parni tlak
S paro tukaj mislimo na vodno paro. Opazujte sliko. Zaprta posoda, napolnjena z vodo (predpostavimo, da je bil zrak v posodi odstranjen). V skladu s kinetično teorijo se molekule vode vedno gibljejo. Med gibanjem imajo molekule vode hitrost in energijo. Molekule vode, ki imajo hitrost in veliko kinetično energijo, se izognejo sili privlačnosti med molekulami vode in se spremenijo v paro.
Enak proces se dogaja v molekulah vode v posodi. Sčasoma se vedno več molekul vode spremeni v paro. Ker je posoda zaprta, molekule vode, ki so se spremenile v paro, ne morejo uiti v ozračje (molekule so ujete v posodi). Količina molekul vode, ki se spremenijo v paro, je precejšnja, zato obstaja možnost trkov med molekulami in stenami posode.
Nekatere molekule, ki trčijo ob stene posode, se odbijejo proti površini vode in se združijo z vodo. Ta proces se nenehno ponavlja. Sčasoma se vedno več molekul vode spremeni v paro (iz tekočine v paro). Hkrati se nekatere molekule, ki trčijo v stene posode, ponovno spremenijo v vodo (iz pare v tekočino). Če je število molekul, ki se spreminjajo iz tekočine v paro, enako številu molekul, ki se spreminjajo iz pare v tekočino, bo prišlo do ravnovesja. Ko pride do ravnovesja, pravimo, da je vrh posode, ki vsebuje plin, nasičen. Parni tlak v nasičenem območju je znan kot nasičeni parni tlak.
Sprememba stanja iz tekočine v paro se imenuje izhlapevanje. Sprememba stanja iz pare v tekočino pa se imenuje kondenzacija. Upoštevajte, da je tlak nasičene pare odvisen izključno od temperature in ne od prostornine. Če se temperatura vode poveča, se kinetična energija molekul vode poveča.
Kinetična energija molekul vode se povečuje, zato se mora povečati tudi hitrost molekul vode. Tako se bo vedno več molekul z visoko hitrostjo spremenilo v paro (iz tekočine v paro). Ker je prostornina posode fiksna, je parni tlak odvisen izključno od števila molekul (N) in hitrosti (v).
Več molekul se pretvori v paro in višja kot je hitrost molekul, večja je tudi parni tlak. Tako se bo ravnovesje vzpostavilo pri višjem parnem tlaku. Zato je višji tudi nasičen parni tlak. Nasičen parni tlak obstaja le, ko pride do ravnovesja.
Parni tlak je odvisen od prostornine, nasičeni parni tlak pa ni odvisen od prostornine. Če se prostornina posode poveča ali zmanjša, bo prišlo do ravnovesja. Zgornja ilustracija želi le, da bi razumeli nasičeni parni tlak, ki se pojavlja v atmosferi. Razlika je v tem, da v prejšnjem primeru predpostavljamo, da v delu posode, ki ne vsebuje vode, ni vode. Zato del posode, ki ne vsebuje vode, zaseda samo vodna para. Po drugi strani pa je površina Zemlje vedno napolnjena z zrakom. Trki med molekulami pare in drugimi molekulami plina le podaljšajo ravnovesje. Vendar pa bo na neki točki prišlo do ravnovesja, če bo število molekul vode, ki se spremenijo v paro, enako številu molekul pare, ki se spremenijo v vodo.
