Verdunstung
Eine Pfütze mit Wasser, die ungestört bleibt, verschwindet schließlich. Die flüssigen Moleküle entweichen in die Gasphase und werden zu Wasserdampf. Die Verdampfung ist der Prozess, bei dem eine Flüssigkeit in ein Gas umgewandelt wird. Unter Verdampfung versteht man die Umwandlung einer Flüssigkeit in ihren Dampf unterhalb der Siedetemperatur der Flüssigkeit. Wenn das Wasser stattdessen in einem geschlossenen Behälter aufbewahrt wird, haben die Wasserdampfmoleküle keine Chance, in die Umgebung zu entweichen, so dass sich der Wasserstand nicht verändert. Während einige Wassermoleküle zu Dampf werden, kondensiert eine gleiche Anzahl von Wasserdampfmolekülen zurück in den flüssigen Zustand. Die Kondensation ist die Zustandsänderung von einem Gas zu einer Flüssigkeit.
Damit ein flüssiges Molekül in den gasförmigen Zustand entweichen kann, muss es über genügend kinetische Energie verfügen, um die intermolekularen Anziehungskräfte in der Flüssigkeit zu überwinden. Es sei daran erinnert, dass eine gegebene Flüssigkeitsprobe Moleküle mit einem breiten Spektrum an kinetischer Energie enthält. Flüssigkeitsmoleküle, die diese bestimmte kinetische Schwellenenergie haben, entkommen der Oberfläche und werden zu Dampf. Infolgedessen haben die verbleibenden Flüssigkeitsmoleküle nun eine geringere kinetische Energie. Durch die Verdunstung sinkt die Temperatur der verbleibenden Flüssigkeit. Sie haben die Auswirkungen der Verdunstungskälte beobachtet. An einem heißen Tag nehmen die Wassermoleküle in Ihrem Schweiß Körperwärme auf und verdampfen von der Hautoberfläche. Durch den Verdunstungsprozess bleibt der verbleibende Schweiß kühler, der wiederum mehr Wärme vom Körper absorbiert.
Eine bestimmte Flüssigkeit verdunstet schneller, wenn sie erhitzt wird. Das liegt daran, dass durch die Erwärmung ein größerer Teil der Flüssigkeitsmoleküle die nötige kinetische Energie hat, um die Oberfläche der Flüssigkeit zu verlassen. Die folgende Abbildung zeigt die Verteilung der kinetischen Energie von Flüssigkeitsmolekülen bei zwei Temperaturen. Die Anzahl der Moleküle, die über die erforderliche kinetische Energie zum Verdampfen verfügen, ist im schattierten Bereich unter der Kurve auf der rechten Seite dargestellt. Die Flüssigkeit mit der höheren Temperatur \(\left( T_2 \right)\) hat mehr Moleküle, die in die Dampfphase entweichen können, als die Flüssigkeit mit der niedrigeren Temperatur \(\left( T_1 \right)\).
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