Εξάτμηση και συμπύκνωση

Ένας άλλος τρόπος για την μετατροπή ενός υγρού σε αέριο, εκτός από τον βρασμό, είναι η εξάτμιση. Εξάτμιση ονομάζεται το φαινόμενο της μετατροπής ενός υγρού σε αέριο, ενώ βρίσκεται σε θερμοκρασία μικρότερη από τη θερμοκρασία βρασμού. Η εξάτμιση παρατηρείται π.χ. στο βρεγμένο δρόμο ή στα βρεγμένα ρούχα που ύστερα από κάποιο χρόνο στεγνώνουν.

Το φαινόμενο της εξάτμισης εξηγείται ως εξής: Κάποια μόρια (δομικοί λίθοι) του υγρού που βρίσκονται στην επιφάνεια του υγρού, που έχουν μεγάλη κινητική ενέργεια και συνεπώς ταχύτητα, καταφέρνουν να υπερνικήσουν την ελκτική δύναμη των υπολοίπων μορίων και έτσι καταφέρνουν να διαφύγουν στο περιβάλλον.

Η εξάτμιση γίνεται μόνο από την επιφάνεια του υγρού και σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, σε αντίθεση με το βρασμό που γίνεται απ’ όλη τη μάζα του υγρού και σε συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Ταχύτητα εξάτμισης

Για να περιγράψουμε το πόσο γρήγορα γίνεται η εξάτμιση, εισάγουμε το φυσικό μέγεθος της ταχύτητας εξάτμισης. Η ταχύτητα εξάτμισης ενός υγρού εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες:

1] Από την επιφάνεια του υγρού. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια του υγρού τόσο πιο γρήγορα εξατμίζεται.
2] Από την θερμοκρασία του υγρού. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του υγρού, τόσο πιο έντονα κινούνται τα μόρια του, οπότε διαφεύγουν ευκολότερα από το υγρό και η εξάτμιση γίνεται γρηγορότερα.
3] Από την ύπαρξη ρευμάτων και την υγρασία του αέρα. Τα μόρια που διαφεύγουν συγκρούονται με άλλα που συσσωρεύονται πάνω από το υγρό και καταφέρνουν να επιστρέφουν πίσω στο υγρό. Έτσι έχουμε μόρια που διαφεύγουν και μόρια που επιστρέφουν. Έτσι μ’ αυτό τον τρόπο η εξάτμιση γίνεται πιο αργά. Όταν υπάρχει ρεύμα αέρα πάνω από το υγρό, αυτό παρασύρει τα μόρια που διαφεύγουν με την εξάτμιση από το υγρό και έτσι τα απομακρύνει μακρια, με αποτέλεσμα η εξάτμιση να γίνεται πιο γρήγορα. Όταν στον αέρα υπάρχει μεγάλη πυκνότητα υδρατμών (υγρασία) τότε η εξάτμιση εμποδίζεται και γίνεται πιο αργά.
4] Από το είδος του υγρού. Το πόσο εύκολα διαφεύγει ένα μόριο, εξαρτάται από το μέγεθος των δυνάμεων που ασκούν σ’ αυτό τα υπόλοιπα μόρια του υγρού, άρα από το είδος του υγρού. Έτσι για παράδειγμα, η βενζίνη και το οινόπνευμα εξατμίζονται πιο εύκολα στις ίδιες συνθήκες, για το λόγο ότι τα μόρια τους ασκούν μικρότερες δυνάμεις μεταξύ τους.

Εξάτμιση, θερμότητα και μικρόκοσμος

Κατά την εξάτμιση ορισμένα μόρια δραπετεύουν από την επιφάνεια του νερού.

Κατά την εξάτμιση ενός υγρού, διαφεύγουν από την επιφάνεια μόρια (δομικοί λίθοι του υγρού) που έχουν μεγάλη κινητική ενέργεια και μένουν τα μόρια που έχουν μικρή κινητική ενέργεια. Συνεπώς η μέση κινητική ενέργεια των μορίων μειώνεται άρα και η θερμοκρασία του υγρού πέφτει. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα θερμότητα να ρέει από το περιβάλλον στο υγρό, σαν διαφορά θερμοκρασίας, αφού στο υγρό μειώνεται η θερμοκρασία  κατά την εξάτμιση και έτσι η θερμοκρασία του υγρού να τείνει να είναι η ίδια με εκείνη του περιβάλλοντος.

Συμπύκνωση

Η συμπύκνωση είναι ένα άλλο φαινόμενο μετατροπής αερίου σε υγρό. Στη συμπύκνωση μόρια του αερίου χάνουν κινητική ενέργεια και πλησιάζουν μεταξύ τους, δημιουργώντας μικροσταγονίδια που είναι ορατά. Όταν το νερό βράζει, βλέπουμε ένα «λευκό σύννεφο» που δημιουργείται από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού. Τα σταγονίδια του νερού που σχηματίζονται όταν οι αόρατοι υδρατμοί που παράγονται κατά τον βρασμό ψύχονται από τον αέρα. Τώρα λέμε ότι ο ατμός συμπυκνώνεται. Κατά την συμπύκνωση, μεταφέρεται θερμότητα από τους ατμούς στο περιβάλλον, έτσι γι’ αυτό το λόγο όταν βρέχει ή χιονίζει η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι πάντα λίγο μεγαλύτερη από εκείνη που παρατηρείται  κατά την βροχόπτωση ή την χιονόπτωση.