4. Verdamping en condensatie

Het gedrag van vloeistoffen is goed te verklaren aan de hand van het molecuulmodel. Vanuit dit model bestaan vloeistoffen uit moleculen die zich in een toestand bevinden waarin de invloed van de kinetische energie op het gedrag van de moleculen even groot is als de invloed van de aantrekkingskracht.

Even kort over aantrekkingskracht

Vanzelfsprekend is water één van de belangrijkste gassen in de atmosfeer. Tussen watermoleculen werkt niet alleen van der Waals kracht, maar ook een elektrostatische kracht die de aanleiding is voor het vermogen van water om waterstofbruggen te vormen.

De sterke aantrekking tussen watermoleculen zorgt ervoor dat de kinetische energie van de watermoleculen relatief hoog moet zijn om ervoor te kunnen zorgen dat de faseovergangen plaatsvinden. Dat betekent dat water een relatief hoog smelt- en kookpunt heeft.

Verdampingsstroom

De moleculen in een vloeistof bewegen. Aan het vloeistofoppervlak is er zo nu en dan een molecuul dat los kan breken uit de vloeistof omdat zijn kinetische energie op dat moment hoog genoeg is. Omdat deze kinetische energie zich niet meer in de vloeistof bevindt daalt de totale kinetische energie in die vloeistof. Daarmee daalt ook de temperatuur.

De hoeveelheid moleculen die per seconde aan de vloeistof ontsnapt wordt de verdampingsstroom genoemd. De verdampingsstroom is dus direct afhankelijk van de temperatuur van de vloeistof. (De absolute temperatuur is op zijn beurt weer verbonden met de kinetische energie van de moleculen).

Condensatiestroom

De condensatiestroom is het aantal moleculen dat per seconde weer wordt opgenomen door de vloeistof.

Condensatie ontstaat doordat gasvormige moleculen in de buurt komen van een vloeistofoppervlak. Doordat de moleculen dicht aan dat vloeistofoppervlak naderen komen ze weer in de invloedssfeer van de elektrostatische krachten van de moleculen in de vloeistof. De kans is dan groot dat het molecuul niet opnieuw kan ontsnappen.

De grootte van de condensatiestroom is dan ook niet afhankelijk van de beweging, maar van het aantal moleculen dat zich direct boven het vloeistofoppervlak bevindt. De hoeveelheid moleculen boven het wateroppervlak wordt uitgedrukt als de massa van deze moleculen vlak boven dat oppervlak: De verzadigingsdichtheid.

Verzadiging van lucht