Stellen Sie sich die Temperatur als durchschnittliche kinetische Energie der Wassermoleküle vor. Während das durchschnittliche Molekül nicht genug Energie hat, um die intermolekularen Bindungen aufzubrechen, tut dies ein nicht durchschnittliches Molekül.

Wasser ist eine Flüssigkeit, weil die Dipolanziehung zwischen polarem Wasser besteht Moleküle lassen sie zusammenkleben. Bei normalem atmosphärischem Druck (der sich wie ein Schraubstock verhält) benötigen Sie eine vergleichsweise hohe Temperatur von 100 ° C (was zu einer hohen durchschnittlichen Energie führt, die auf die mikroskopischen Freiheitsgrade verteilt ist, am relevantesten auf die kinetischen). Damit sich Wassermoleküle in großen Mengen lösen können und Wasserdampfblasen in der Flüssigkeit entstehen.

An der Oberfläche der Flüssigkeit können jedoch einzelne Moleküle aufgrund des Zufalls genügend kinetische Energie erhalten, um sich zu lösen Art der molekularen Bewegung bei grundsätzlich jeder Temperatur. Auf der anderen Seite können auch Wassermoleküle in der Atmosphäre an der Oberfläche in die Flüssigkeit eindringen, was durch Gleichgewichtsdampfdruck gemessen wird.

Stellen Sie sich vor, Sie drehen ein Roulette-Rad, aber anstatt in einen Ball zu fallen, fallen Sie in 100. Sie alle rasseln mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten herum, wie die Moleküle im Wasser. Sie können sie abkühlen, indem Sie das Rad langsamer drehen, damit sie weniger springen. Erhitzen Sie sie, indem Sie sich schneller drehen, damit sie mehr springen. Sie können sie einfrieren, indem Sie das Rad anhalten und warten, bis sie alle stationär sind. und Sie können sie kochen, indem Sie das Rad so schnell drehen, dass sie alle von oben herausfliegen.

Nehmen Sie nun alle Bälle auf und werfen Sie sie mit mäßig schnell drehendem Rad wieder hinein. Wenn Sie eine Weile zuschauen, werden Sie feststellen, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit der Bälle zwar unter dem "Siedepunkt" liegt, an dem sie alle nach oben fliegen, aber hin und wieder ein Ball mit genügend Kraft von einem anderen abprallt, um ihn fliegen zu lassen aus dem Rad. Wenn Sie lange genug zuschauen, sind schließlich alle Bälle verschwunden. Deine Eier sind einfach verdunstet.

Die Temperatur ist ein Maß dafür, wie viel kinetische Energie die Moleküle in einer Substanz haben. Wenn die Temperatur hoch ist, bewegen sie sich ziemlich schnell, wenn die Temperatur niedrig ist, bewegen sie sich viel langsamer. Wenn sich Moleküle langsam bewegen, bündeln sie sich und Sie erhalten einen Feststoff. Sobald Sie es etwas erhitzen, beginnt die Substanz flüssig zu werden. Wenn Sie es noch weiter erhitzen, beginnen sich die Moleküle so schnell zu bewegen, dass sie sich im gesamten Raum (Gas) ausbreiten.

Dies sind jedoch alles Durchschnittswerte. In einer Flüssigkeit bewegen sich alle Moleküle, einige schneller als andere. Wenn ein Molekül zufällig die 'Oberfläche' des Wassers durchbricht, ist es den intermolekularen Kräften entkommen, die das Wasser zusammenhalten, und es wird verdampft. Dies kann auch bei Festkörpern passieren, dort wird es als Sublimation bezeichnet.

Wenn Sie Wasser erhitzen, fügen Sie Energie hinzu, damit dieser Prozess schneller abläuft. Am Siedepunkt erreichen Sie dann den Punkt, an dem sich Moleküle so schnell bewegen möchten, dass sie in der Flüssigkeit Gasblasen bilden.

Haftungsausschluss: Genau daran erinnere ich mich von der High School.

Die Siedetemperatur einer Flüssigkeit ist nicht die Temperatur, bei der sie in den gasförmigen Zustand eintreten kann. Es ist vielmehr die Temperatur, bei der der Sättigungsdampfdruck $ e_s $ gleich dem atmosphärischen Umgebungsdruck ist. Aus diesem Grund kocht beispielsweise Wasser bei niedrigeren Temperaturen in höheren Lagen.

Außerdem verdunstet Wasser immer . Es kondensiert auch immer. Sie können sich eine Tasse Flüssigkeit in einem Raum vorstellen. Die Verdampfungsrate wird durch den Sättigungsdampfdruck $ e_s $ bestimmt, der mit der Temperatur des flüssigen Wassers berechnet wird. Die Kondensationsrate wird durch den Dampfdruck $ e $ des Wasserdampfs in der Luft bestimmt. Wenn jemand sagt, dass eine Flüssigkeit verdampft (oder kondensiert), bezieht er sich normalerweise auf Nettoverdampfung. Die Nettoverdunstung liegt vor, wenn die Verdunstung die Kondensation überschreitet (die Flüssigkeit nimmt ab), und die Nettokondensation liegt vor, wenn die Kondensation die Verdunstung überschreitet (die Flüssigkeit nimmt zu) Dampfdruck $ e $ bis Sättigung Dampfdruck $ e_s $ und somit, wenn die relative Luftfeuchtigkeit $ \ dfrac {e} {e_s} < 1 $ ist, eine Nettoverdunstung auftritt und wenn $ \ dfrac {e} {e_s} > 1 $ Nettokondensation tritt auf. In beiden Fällen tritt jedoch ständig Verdunstung auf.

Am Siedepunkt wird das Gas innerhalb der Flüssigkeit erzeugt, aber an der Oberfläche treten ständig Moleküle ein und aus. Wenn die Umgebung ziemlich trocken gehalten wird, kommen nur wenige Moleküle in Bezug auf die zurückkommenden zurück. Natürlich ist es für ein Molekül umso einfacher, genug Energie zu bekommen, um sich zu befreien, je höher die Temperatur ist. Dies kann jedoch bei jeder Temperatur geschehen - an der Oberfläche.

Es kann auch durch die Idee des Partialdrucks unterschätzt werden. Wasser verdampft in einer Atmosphäre, bis sein Partialdruck den für die Umgebungstemperatur angegebenen Dampfdruck erreicht hat (relative Luftfeuchtigkeit von 100%).

Diese Antworten erklären die Kinetik des Prozesses. Die Thermodynamik bietet ein alternatives Bild, das sich gut für alle Fragen mit Phasenübergängen eignet. Für das System aus Flüssigkeit plus leerem Volumen kann die freie Energie gesenkt werden, indem eine gewisse Enthalpie (um Moleküle aus der Flüssigkeit in die Gasphase zu bringen) gegen die Zunahme der Entropie (alle in der Gasphase verfügbaren Zustände) eingetauscht wird. Für eine gegebene Temperatur bestimmt diese Waage den Gleichgewichtsdampfdruck. Im Gleichgewicht befindet sich immer etwas Dampf (bei allen Temperaturen ungleich Null).

Alle Wassermoleukel enthalten je nach Temperatur Energie. Heißes Wasser hat genug Energie, um als Dampf aus der Flüssigkeit zu entweichen.

Obwohl ein Gewässer unter dem Siedepunkt liegt, steigen die Moleküle mit mehr Energie (relativ zum Gewässer) nach oben und können entkommen, als Dampf

Es ist einfach!

Im naturwissenschaftlichen Unterricht stellte mein Lehrer eine Flasche Wasser auf seinen Arbeitstisch und bedeckte sie mit einer Glaskuppel mit einem Gummirand, um die Kuppel am Schreibtisch abzudichten. Dann hakte er einen Schlauch an die Kuppel, das andere Ende an eine Vakuumvorrichtung und entfernte die Luft aus der Kuppel, wodurch eine Zone mit sehr niedrigem Druck in der Kuppel entstand. Als der Druck abfiel, begann das Wasser zu kochen - im Raum Temperatur. Aus diesem Grund haben Bergsteiger Schwierigkeiten, in höheren Lagen heißes Wasser zu bekommen.