2.21:
Verdampfung
Durch Verdampfung wird ein flüssiger Stoff in einen gas -oder dampfförmigen Stoff umgewandelt. Um dies zu erreichen, muss die kinetische Energie größer als die intermolekularen Kräfte sein, welche die Moleküle zusammenhalten. Die erforderliche Energiemenge, um eine bestimmte Menge an Flüssigkeit bei einem bestimmten Druck und einer konstanten Temperatur zu verdampfen, wird als Verdampfungswärme bezeichnet. Wenn flüssiges Wasser verdampft, verwandelt es sich in Wasserdampf.
Methoden
Eine Methode der Verdampfung ist die Zuführung von Wärme zu einer Flüssigkeit bis zum Erreichen des Siedepunktes. Das Sieden ist eine Art der Verdampfung, die entsteht, wenn sich unter der Oberfläche der Flüssigkeit Dampfblasen bilden. Der Siedepunkt variiert in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck. Bei höherem Atmosphärendruck wird mehr Energie benötigt, um den Siedepunkt zu erreichen. Auf Meereshöhe siedet Wasser bei 100 oC (212 oF), diese Temperatur auf Meereshöhe wird als normaler oder atmosphärischer Siedepunkt bezeichnet. In höheren Lagen benötigt das Wasser weniger Energie zum Sieden. Auf dem Mount Everest siedet Wasser schon bei etwa 71 oC (160 oF). Im Weltraum, wo keine Atmosphäre vorhanden ist aber es auch extrem kalt ist, fängt Wasser erst an zu kochen und gefriert danach. Das ist eine Folge der hohen Wärmekapazität des Wassers.
Verdunstung ist eine andere Art der Verdampfung, die unterhalb des Siedepunktes auftritt. Dabei entweichen Wassermoleküle, die genügend kinetische Energie haben, um die intermolekularen Kräfte zu überwinden, als Dampf von der Wasseroberfläche. Die restlichen Wassermoleküle haben eine geringere kinetische Energie. Geschieht dies in großem Maßstab, so nimmt die gesamte kinetische Energie der Flüssigkeitsmenge ab und kühlt sich ab. Das Schwitzen macht sich diese Eigenschaft zu Nutze, um die Körpertemperatur zu senken. Wenn Schweiß von der Körperoberfläche verdunstet, kühlt sich der verbleibende Schweiß ab und hilft so Wärme vom Körper aufzunehmen.
Die Verdunstungseigenschaften des Wassers werden auch von Pflanzen genutzt, um Wasser in einer Pflanze nach oben zu transportieren. Wenn Wassermoleküle aus den Poren der Blätter freigesetzt werden und verdunsten, ziehen sie durch molekulare Adhäsion weitere Wassermoleküle nach oben. Auf der Umweltebene ist die Wasserverdunstung der Motor, der den Wasserkreislauf und einen Großteil des Wetters und des Klimas der Erde antreibt. Ungefähr 71% der Erdoberfläche ist mit Wasser bedeckt. Deshalb ist es wichtig, die Mechanismen und die Kraft der Wasserverdampfung zu verstehen.