Evaporation

放置された水たまりは、やがて消えます。 液体の分子は気相に逃げ、水蒸気となります。 気化とは、液体が気体になることです。 蒸発は、液体の沸騰温度以下で液体がその蒸気に変わることである。 その代わり、水を密閉容器に入れておくと、水蒸気の分子が周囲に逃げないため、水位が変化しない。 水の分子が水蒸気になると、同じ数の水蒸気分子が凝縮して液体に戻る。 結露とは、気体から液体への状態変化のことです。

液体分子が気体状態に移行するためには、分子が液体中の分子間引力に打ち勝つだけの運動エネルギーを持っていなければならない。 ある液体サンプルには、幅広い運動エネルギーを持つ分子が存在することを思い出してください。 このある閾値の運動エネルギーを持つ液体分子は、表面から抜け出して蒸気になる。 その結果、残った液体分子は、より低い運動エネルギーを持つようになる。 蒸発が起こると、残った液体の温度は下がります。 皆さんは、蒸発冷却の効果を観察したことがあると思います。 暑い日、汗に含まれる水分子は体温を吸収し、皮膚の表面から蒸発します。

ある液体が加熱されると、より速く蒸発します。 これは、加熱により、液体の分子のうち、液面から逃げるのに必要な運動エネルギーを持つ割合が大きくなるためです。 下の図は、2つの温度における液体分子の運動エネルギー分布を示している。 蒸発するのに必要な運動エネルギーを持つ分子の数は、右の曲線の下の斜線で示した部分である。 温度の高い液体の方が、温度の低い液体の方よりも、気相に逃げることができる分子の数が多いことがわかります。