Vand skifter mellem faste, flydende og luftformige tilstande, men efterlader ikke rammerne for jordens overflade eller atmosfære. Vand skifter gennem en endeløs cyklusudfældning, fordampning og kondens. Når vanddamp kondenserer, skifter det fra en gas til en væske.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Vand i gasform kaldes vanddamp. Når vanddamp kondenserer, afkøles molekylerne og skifter til flydende tilstand.
Faseændringer og energioverførsel
Når vand skifter fra en tilstand af sagen til en andenspredes molekylerne fra hinanden eller bevæger sig tættere sammen. Vandmolekylerne i is er pakket tæt sammen, men ligger længere væk fra hinanden i flydende vand. Molekylerne i vanddamp er endnu mere spredte. Fast is har størst massefylde og vanddamp har den laveste densitet.
Ændringen i tæthed ledsages af en frigivelse af energi når molekylerne bevæger sig tættere på hinanden, såsom når en gas bliver en væske, eller en væske bliver et fast stof. Når vand skifter fra et faststof til en væske, eller en væske til en gas absorberer energi fra miljøet og molekylerne spredt fra hinanden.
Vandcyklussen
Vandcyklussen tillader Jorden at opretholde sin vandforsyning. Varme forårsager flydende vand på Jordens overflade fordampe og skift til gasformig vanddamp. De fleste vanddampe i atmosfæren fordamper fra vandmasser, især havene. Fordampning sker hurtigere, når temperaturen stiger.
Fugtighed er mængden af vanddamp i luften. Når vanddamp i luften afkøles, sker det modsatte af fordampning: kondensation. Kondensdefinitionen er vand, der skifter fra en gas til en væske. Kondens gør det muligt at dannes skyer.
Skyer indeholder flydende vanddråber og faste iskrystaller. Den køligere temperatur i store højder får mere vanddamp til at kondensere. Vanddamp kondenserer på små partikler af snavs i luften, som derefter kolliderer med andre kondenserede dråber i nærheden. Til sidst forårsager kraften i sammenstød med disse vanddråber nedbør at falde fra skyerne til jorden og samle sig i vandmasser.
Vanddamp kondenserer
Processen, hvor vanddamp bliver til en væske, kaldes kondens. De gasformige vandmolekyler frigiver energi i den køligere luft omkring dem og bevæger sig tættere på hinanden. Mellemrummene mellem molekylerne falder, indtil de er tæt nok til at skifte fra en gas til en væske.
Når luften er varmere end jorden, kondenseres vanddamp på jordoverflader til dannelse dug. Temperaturen, når dug opstår, kaldes dugpunkt. En lignende virkning forekommer på den ydre overflade af en kold drik, når lufttemperaturen er højere end vandet i glasset.
Vandkondensation resulterer ikke altid i skydannelse i store højder. Vand kondenserer, når vanddamp afkøles til en temperatur, der er lavere end det tidspunkt, hvor fordampning opstår. Kondens sker nær jorden, når varm, fugtig luft møder køligere jord eller vand for at skabe tåge, som er som skyer, der akkumuleres på jordoverfladen. Tåge dannes, når lufttemperaturen er lig med dugpunktet.
Efter vand kondenserer
Noget af vanddampen i atmosfæren, der kondenserer, opbevares i skyer. Det er mere sandsynligt, at der dannes skyer, når luften er fugtig og indeholder mere vanddamp. Den energi, der frigøres, når gasformig vanddamp kondenserer til dannelse af flydende vanddråber kaldes latent varme. Latent varme fra kondens forårsager en stigning i lufttemperaturen omkring vanddråberne.
Den varmere luft stiger og får vanddampen til at kondensere, når den møder køligere luft i højere højde. Efterhånden som mere vanddamp kondenserer, øges skyvolumen, og chancen for nedbør øges. Ustabilitet opstår, når skyer stiger i højden og er omgivet af varmere luft. Disse forhold kan udløse tordenvejr.
Flydende eller frossent vand falder til overfladen som nedbør. Det kan opbevares som faste partikler i sne eller is eller som en væske i vandområder. Den forbliver i opbevaring, indtil den når temperaturen, når fordampningen sker, og fortsætter cyklussen.