Vesi muuttuu kiinteiden, nestemäisten ja kaasumaisten tilojen välillä, mutta se ei poistu maapallon tai ilmakehän rajoista. Vesi muuttuu loputtomasti sateen, haihdutuksen ja kondensoitumisen kautta. Kun vesihöyry tiivistyy, se muuttuu kaasusta nesteiksi.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Kaasumaisessa tilassa olevaa vettä kutsutaan vesihöyryksi. Kun vesihöyry tiivistyy, molekyylit jäähtyvät ja muuttuvat nestemäiseen tilaan.
Vaihemuutokset ja energiansiirto
Kun vesi muuttuu aineen tila toiseen, molekyylit leviävät toisistaan tai liikkuvat lähempänä toisiaan. Jään vesimolekyylit ovat pakattuina tiiviisti toisiinsa, mutta ovat kauempana toisistaan nestemäisessä vedessä. Vesihöyryn molekyylit ovat levinneet vielä enemmän. Kiinteällä jäällä on suurin tiheys ja vesihöyryllä on pienin tiheys.
Tiheyden muutokseen liittyy a energian vapautuminen kun molekyylit liikkuvat lähempänä toisiaan, esimerkiksi kun kaasusta tulee nestettä tai nesteestä tulee kiinteää. Kun vesi muuttuu kiinteästä aineesta nesteeksi tai nesteestä kaasuksi, se muuttuu imee energiaa ja molekyylit leviävät toisistaan.
Vesikierto
Vedenkierto antaa maapallon ylläpitää vesihuoltoaan. Lämpö saa nestemäisen veden maan pinnalle haihtua ja muuttua kaasumaiseksi vesihöyry. Suurin osa ilmakehän vesihöyrystä haihtuu vesistöistä, erityisesti valtameristä. Haihtuminen tapahtuu nopeammin lämpötilan noustessa.
Kosteus on ilmassa olevan vesihöyryn määrä. Kun ilmassa oleva vesihöyry jäähtyy, tapahtuu haihtumisen vastakohta: tiivistyminen. Kondenssiveden määritelmä on veden muuttuminen kaasusta nesteiksi. Kondensoituminen mahdollistaa pilvien muodostumisen.
Pilvet sisältävät nestemäisiä vesipisaroita ja kiinteitä jääkiteitä. Viileämpi lämpötila suurilla korkeuksilla saa aikaan enemmän vesihöyryn tiivistymistä. Vesihöyry tiivistyy ilmassa oleviin pieniin roskihiukkasiin, jotka törmäävät sitten muihin lähellä oleviin tiivistyneisiin pisaroihin. Lopulta näiden vesipisaroiden törmäysvoima aiheuttaa saostus pudota pilvistä maahan ja kerääntyä vesistöihin.
Vesihöyry tiivistyy
Prosessi, jossa vesihöyry muuttuu nesteeksi, kutsutaan kondensaatioksi. Kaasumaiset vesimolekyylit vapauttavat energiaa ympäröivään viileämpään ilmaan ja liikkuvat lähempänä toisiaan. Molekyylien väliset tilat vähenevät, kunnes ne ovat riittävän lähellä vaihtaakseen kaasusta nesteiksi.
Kun ilma on maata lämpimämpää, vesihöyry tiivistyy maan pinnalle muodostaen kaste. Lämpötilaa, kun kaste muodostuu, kutsutaan kastepiste. Samanlainen vaikutus tapahtuu kylmän juoman ulkopinnalla, kun ilman lämpötila on korkeampi kuin lasissa oleva vesi.
Veden tiivistyminen ei aina johda pilvien muodostumiseen suurilla korkeuksilla. Vesi tiivistyy aina, kun vesihöyry jäähtyy lämpötilaan, joka on alhaisempi kuin haihtumispiste. Kondensaatiota tapahtuu lähellä maata, kun lämmin, kostea ilma kohtaa viileämmän maan tai veden muodostuakseen sumu, joka on kuin pilvet, jotka kerääntyvät maanpintaan. Sumu muodostuu, kun ilman lämpötila on sama kuin kastepiste.
Veden tiivistyessä
Osa kondensoituvasta ilmakehän vesihöyrystä varastoidaan pilvissä. Pilviä muodostuu todennäköisemmin, kun ilma on kosteaa ja sisältää enemmän vesihöyryä. Energiaa, joka vapautuu, kun kaasumainen vesihöyry kondensoituu muodostaen nestemäisiä vesipisaroita, kutsutaan piilevä lämpö. Kondenssista johtuva piilevä lämpö aiheuttaa vesipisaroiden ympäröivän ilman lämpötilan nousun.
Lämmin ilma nousee aiheuttaen vesihöyryn tiivistymisen, kun se kohtaa viileämpää ilmaa korkeammalla. Kun lisää vesihöyryä tiivistyy, pilvimäärä kasvaa ja sateen mahdollisuus kasvaa. Epävakaus tapahtuu, kun pilvet kasvavat korkeudessa ja niitä ympäröi lämpimämpi ilma. Nämä olosuhteet voivat laukaista ukkosta.
Nestemäinen tai jäätynyt vesi putoaa pinnalle sademääränä. Se voidaan varastoida kiinteinä hiukkasina lumessa tai jäässä tai nesteenä vesistöissä. Se pysyy varastossa, kunnes se saavuttaa lämpötilan haihtumisen tapahtuessa, jatkaen sykliä.
