Förångning och avdunstning är anledningarna till att vatten kokar i en kruka och varför gräsmattor behöver vanligare vatten under sommaren. Avdunstning är en typ av förångning som inträffar nästan överallt. Förångning är mycket vanligare än de andra typerna av förångning, till exempel kokning.

Definition

Med förångning omvandlas ett element eller en förening från en fast eller flytande fas till en gasfas genom applikationen av värme. Denna omvandling sker utan att substansens kemiska sammansättning ändras. Förångning är en typ av förångning som uppstår när en vätska omvandlas till en gas under kokpunkten - temperaturen där vatten börjar koka.

Vattencykel

Avdunstning spelar en viktig roll i vattnets cykel, där solen gör att vattnet förångas och stiger upp i himlen för att bilda moln, som slutligen kondenserar och släpper ut regn. Avdunstningen är begränsad eftersom de flytande molekylerna som avdunstar måste vara belägna vid vattenytan och måste ha tillräckligt med kinetisk energi för att avdunsta. Höga temperaturer, låg luftfuktighet och vind kan öka förångningen. När vattnet har tryck på det, förångas vattnet långsammare, eftersom trycket ökar vattentätheten.

Ytvattenavdunstning

Med förångning blir endast vattenhalten en gas. Med förångning kan allt vattnet omvandlas till gas. Stigande värme leder ofta till att vattnet på botten blir till gas och stiger upp. Vatten har en kraft som verkar på det för att hålla vattenmolekylerna samman. Molekylerna på ytan begränsas endast av vattenmolekylerna under dem, så att de bättre kan övervinna de begränsningar som skulle hålla ner andra molekyler. Men med kokning har vattenmolekylerna så mycket energi att de rör sig tillräckligt snabbt för att övervinna de begränsningar som de andra vattenmolekylerna ställer på dem, vilket gör att vattnet stiger i gasform.

Stängda system

I slutna system, till exempel en vattenflaska, kommer endast vatten att förångas till en viss punkt. Vissa molekyler avdunstar och rör sedan vattenflaskans kanter. Sedan kondenserar de och faller tillbaka i vattnet. Ångtrycket ökar i vattenflaskan tills trycket når en viss punkt som motverkar ytterligare avdunstning.

Om vattnet istället kokas kan ångtrycket bli tillräckligt starkt så att det kan förorsaka att det stängda systemet brister om systemet inte är tillräckligt robust för att motstå trycket. I ett slutet system behöver vattnet en högre temperatur för att få gastrycket att nå den omgivande temperaturen, vilket får vattnet att koka. Kokpunkten är baserad på trycket i gasen som omger vattnet. När trycket i den förångande gasen som produceras av vattnet är lika med trycket i den omgivande gasen, börjar vattnet koka.

Sublimering

Sublimering är en annan typ av förångning. Vissa fasta ämnen kommer omedelbart att bli till gaser, utan att passera genom vätskefasen. Sublimering uppträder vanligen vid mycket höga temperaturer, även om vissa fasta ämnen är sublimma eftersom de inte blir flytande, utom vid höga tryck.