Как испаряется вода, если она не кипит?

Испарение — это процесс, отличный от кипячения. Первый — это поверхностный эффект, который может произойти при любой температуре, а второй — объемное превращение, которое происходит только при правильных условиях.

Технически вода не превращается в газ, но случайное движение поверхностных молекул позволяет некоторым из них достаточно энергии уйти с поверхности в воздух. Скорость, с которой они покидают поверхность, зависит от ряда факторов, например, от температуры воздуха и воды, влажности воздуха и размера открытой поверхности. Когда мост «парится»: дерево немного теплее воздуха (из-за солнечного света), воздух очень влажный (только что прошел дождь), а вода растекается, обнажая очень большую площадь поверхности. На самом деле, поскольку воздух более прохладный и почти насыщенный водой, молекулы воды почти сразу же конденсируются в воздухе в микрокапли — вот почему вы можете их увидеть.

Кстати, поскольку водяной пар является газом, он полностью прозрачен. Если вы его видите, то это пар, состоящий из мельчайших капелек воды (в основном сконденсировавшийся водяной пар). Представьте себе кипение чайника — белый шлейф возникает только на небольшом расстоянии от носика. Ниже это водяной пар, выше он остыл в пар. Через некоторое время пар исчезает, так как он снова испарился.

Для каждой температуры существует некоторое количество водяного пара, который может существовать в виде газа, смешанного с воздухом. Это называется давлением насыщения воды при данной температуре. Относительная влажность – это величина давления водяного пара, выраженная в процентах от давления насыщения. При повышении температуры давление насыщения увеличивается.

Пар – это вода в газообразном состоянии.

Вы не можете видеть водяной пар, вы не можете видеть пар, но вы можете видеть туман, который представляет собой жидкие капли воды, взвешенные в воздухе.

Когда вы кипятите воду на плите, вы получаете пар. Затем он охлаждается при контакте с воздухом, увеличивая относительную влажность выше 100%, поэтому водяной пар конденсируется в туман.

Если относительная влажность больше 100%, водяной пар будет конденсироваться из воздуха, превращаясь в росу и/или туман. Если относительная влажность меньше 100%, вода испаряется в воздух, превращаясь в водяной пар.

Если деревянный мост теплее окружающего воздуха, а относительная влажность около 100%, то вода будет испаряться с деревянного моста, превращаясь в водяной пар (относительная влажность ниже непосредственно возле моста, потому что мост теплее). Когда воздух, содержащий этот водяной пар, поднимается и охлаждается, из него конденсируется вода, превращаясь в туман, который вы видите.

Вот график давления насыщения (с этого сайта ). Обратите внимание, что при 100°C давление равно$\approx10^5$Па$=1000\,$гПа, что примерно соответствует атмосферному давлению. Это означает, что при 100°C у вас может быть чистый водяной пар при атмосферном давлении. Вот почему вода кипит при 100°C на уровне моря — пузырь пара может образоваться под поверхностью воды. На больших высотах температура кипения может быть значительно ниже.

Ниже «точки кипения» (не всегда 100 ° C) вода может существовать как в газообразной, так и в жидкой фазе, и ее давление пара зависит от температуры, что представляет собой точку равновесия между жидкой водой, желающей испариться, и водяным паром, желающим конденсироваться. Когда жидкая вода встречается с сухим воздухом, она не находится в равновесии; молекулы воды испаряются с поверхности до тех пор, пока количество воды в воздухе не создаст достаточное давление пара для достижения равновесия.

Когда вода нагревается до температуры 100°С, давление пара равно давлению воздуха на уровне моря. Поскольку давление воздуха больше не может превышать давление водяного пара, вода закипает.

На больших высотах атмосферное давление ниже; при нагревании воды давление ее пара превышает давление окружающего воздуха при более низкой температуре, т. е. температура кипения ниже.

И наоборот для более высоких давлений.

Что касается пара, поднимающегося с моста, то на самом деле это конденсация водяного пара. Очень близко к влажным поверхностям воздух насыщен водяным паром, который прозрачен. Он также менее плотный, чем сухой воздух, поэтому он поднимается вверх. Когда он поднимается от, вероятно, теплой поверхности, он охлаждается. Когда он охлаждается, он конденсируется, но также смешивается с более сухим воздухом, поэтому он снова испаряется и исчезает.

Пар, поднимающийся от теплого моста, — это испарение воды. Кипячение воды - это испарение воды. Охлаждение на ветру после потной тренировки — это испарение воды. Все они приводят к одинаковому фазовому переходу с одинаковой скрытой теплотой парообразования 540 кал/грамм, что является очень сильным охлаждающим эффектом.

Кипящая вода - это подмножество испарения воды, при котором нагрев воды происходит достаточно быстро, чтобы испарение происходило очень быстро, И воды достаточно, чтобы испарение происходило под водой.