Процес испаравања може се објаснити кинетичком теоријом. Као и молекули гаса, и молекули воде се крећу. Разлика је у томе што се молекули воде не могу расути јер их привлачење између молекула и даље може држати заједно. Супротно томе, привлачење између молекула гаса је крхко, тако да се молекули гаса не могу спојити. Приликом кретања, молекули воде имају брзину. Постоје молекули воде који имају велике брзине; постоје и молекули воде који имају малу брзину. Расподела брзине молекула воде подсећа на Максвелову расподелу.
Испаравање се дешава када је брзина молекула воде довољно велика да привлачење између молекула воде не може да их држи заједно. Слично ракетама које се крећу у свемир, брзина ракете је довољно велика да гравитациона сила Земље не може да је држи на Земљи. Треба напоменути да само молекули са великим брзинама могу да избегну привлачење између молекула. Молекули са малим брзинама остају заједно попут воде.
Молекули воде имају масу и брзину тако да молекули воде имају кинетичку енергију (EK = 1/2 m v2). Молекули воде велике брзине имају већу кинетичку енергију од молекула воде мале брзине. Стога се може рећи да молекули воде који могу да побегну од привлачења између молекула (молекули воде који се претварају у пару) имају значајну кинетичку енергију. Обично се кинетичка енергија молекула воде повећава са повећањем температуре воде. Ако је температура воде довољно висока, кинетичка енергија молекула воде се повећава; стога ће се више воде претворити у пару. У складу са резултатима истраживања која показују да је брзина испаравања типично већа на високим температурама.
Када сушимо мокру одећу на сунцу, она апсорбује топлоту коју емитује сунце. Додавање енергије са сунца доводи до повећања кинетичке енергије молекула воде у одећи. Пошто се кинетичка енергија повећава, молекули воде се крећу брже (брзина молекула воде се повећава). Након што брзина или кинетичка енергија достигну одређену вредност, молекули воде могу да се ослободе привлачења између молекула воде, а затим се претворе у пару. Имајте на уму да на сушење мокре одеће не утиче само додавање топлоте са сунца. Мокра одећа се може осушити и због додатне топлоте из топлог ваздуха око одеће (топлота се преноси проводљивошћу са ваздуха на мокру одећу).
Током врућег дана, тло се загрева. Тло загрева ваздух изнад себе (у овом случају, пренос топлоте проводљивошћу). Врућ ваздух се шири (густина се смањује) и креће се навише. Приликом проласка поред мокре одеће, молекули воде ударају о молекуле воде унутар одеће. Молекули воде се крећу брже, кинетичка енергија молекула воде се повећава. Молекули воде који се брзо крећу ударају о друге молекуле воде. Пошто их молекули ваздуха континуирано ударају, молекули воде се крећу брже (кинетичка енергија се повећава). Када брзина или кинетичка енергија достигну одређену вредност, брзи молекули воде могу да избегну привлачење између молекула и претворе се у пару. Кинетичка енергија молекула воде или молекула воде је уско повезана са температуром. Ако је кинетичка енергија молекула воде велика, онда је истовремено и температура воде висока. Или обрнуто, када је температура воде висока, кинетичка енергија молекула воде мора бити велика. Кинетичка енергија је такође повезана са брзином. Што је већа кинетичка енергија молекула, већа је брзина молекула. Или обрнуто, што је већа брзина молекула, већа је кинетичка енергија молекула.
Шта је са топлом водом? Топла вода има високу температуру. Због високе температуре воде, молекули у води имају прилично просечну кинетичку енергију. Због значајне просечне кинетичке енергије молекула воде, многи молекули воде имају велике брзине. Молекули воде имају велику брзину и могу да избегну силу привлачења између молекула и претворе се у пару. Молекули воде мале брзине (молекули воде са малом кинетичком енергијом) се не претварају у пару. Дакле, када се молекули воде чија је велика брзина претворе у пару, просечна кинетичка енергија молекула воде постаје мања. Што је мања просечна кинетичка енергија, то је нижа температура воде. На основу овог кратког описа, може се рећи да је испаравање процес хлађења.
Процес хлађења услед испаравања се стално дешава у свакодневном животу. Када је ваздух довољно загрејан, тело апсорбује велику количину топлоте. Да би одржало константну телесну температуру, тело обично ослобађа топлоту кроз зној. Пошто зној добија додатну топлоту од сунца и околног ваздуха, кинетичка енергија молекула воде из зноја се повећава. Јер како се кинетичка енергија молекула воде из зноја повећава, брзина молекула воде из зноја се повећава. Молекули зноја се претварају у пару. Када зној испари, тело се осећа хладно.
Обично се након купања тело осећа хладно. То је зато што вода која се задржава на површини коже подлеже процесу испаравања.
Процес испаравања описан раније се увек дешава сваког дана. Морска вода, језерска вода, речна вода такође могу да испаравају.
Притисак паре
Под паром се овде подразумева водена пара. Посматрајте слику. Затворена посуда напуњена водом (претпоставимо да је ваздух унутар посуде уклоњен). Према кинетичкој теорији, молекули воде се увек крећу. Приликом кретања, молекули воде имају брзину и енергију кретања. Молекули воде који имају брзину и велику кинетичку енергију избегавају силу привлачења између молекула воде и претварају се у пару.
Исти процес се одвија и у молекулима воде у посуди. Временом се све више молекула воде претвара у пару. Пошто је посуда затворена, молекули воде који су се претворили у пару не могу да побегну у атмосферу (молекули су заробљени у посуди). Количина молекула воде који се претварају у пару је прилично велика, тако да постоји могућност судара између молекула са зидовима посуде.
Неки молекули који ударају о зидове посуде биће одбијени ка површини воде и стопиће се са водом. Овај процес се непрекидно понавља. Временом, све више молекула воде се претвара у пару (прелазећи из течности у пару). Истовремено, неки од молекула који ударају у зидове посуде поново ће се претворити у воду (прелазећи из паре у течност). Ако је број молекула који прелазе из течности у пару једнак броју молекула који прелазе из паре у течност, постојаће равнотежа. Када се постигне равнотежа, каже се да је врх посуде која садржи гас засићен. Притисак паре у засићеној области познат је као притисак засићене паре.
Промена облика из течности у пару назива се испаравање. Међутим, промена облика из паре у течност назива се кондензација. Треба напоменути да притисак засићене паре зависи искључиво од температуре, а не од запремине. Ако се температура воде повећа, кинетичка енергија молекула воде се повећава.
Кинетичка енергија молекула воде се повећава тако да се брзина молекула воде мора повећати. Стога ће се све више и више молекула велике брзине претварати у пару (прелазећи из течности у пару). Пошто је запремина посуде фиксна, притисак паре зависи искључиво од броја молекула (N) и брзине (v).
Што се више молекула претвара у пару и што је већа брзина молекула, то се повећава и притисак паре. Стога ће се равнотежа постићи при вишем притиску паре. Стога је и засићени притисак паре виши. Засићени притисак паре постоји само када се постиже равнотежа.
Притисак паре зависи од запремине, али притисак засићене паре не зависи од запремине. Ако се запремина посуде повећава или смањује, доћи ће до равнотеже. Горња илустрација само жели да разумете притисак засићене паре који се јавља у атмосфери. Разлика је у томе што у претходном примеру претпостављамо да нема воде у делу посуде који не садржи воду. Стога, део резервоара који не садржи воду заузима само водена пара. С друге стране, површина Земље је увек испуњена ваздухом. Судар између молекула паре и других молекула гаса само продужава равнотежу. Међутим, у неком тренутку ће доћи до равнотеже ако је број молекула воде који се претварају у пару једнак броју молекула паре који се претварају у воду.
