表面から蒸発する液体には冷却効果があります。 そして、異なる液体は異なる程度にこの効果を持っています。 たとえば、消毒用アルコールは水よりも蒸発冷却効果があります。 アルコールは水よりも比較的速く蒸発するため、科学者はそれを「揮発性」の液体として分類します。 しかし、液体に関係なく、それらはすべて蒸発冷却の同じ原理に従います。 液体状態では、水であれアルコールであれ、物質には特定の熱容量があり、これがプロセスの中心です。 また、これにとって重要なのは、物質の3つの基本的な段階のうちの2つ、液体と蒸気です。 （もちろん、固相は3番目です。）
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プロセスは熱エネルギーを必要とするため、蒸発は冷却を引き起こします。 分子が液体から気体に変換されるときにエネルギーが奪われ、これにより元の表面が冷却されます。
熱と蒸発
液体が蒸発すると、その分子は液相から気相に変換され、表面から逃げ出します。 熱がこのプロセスを促進します。 分子が液体表面を離れて蒸気として逃げるためには、分子と一緒に熱エネルギーをとらなければなりません。 それが取る熱はそれが蒸発した表面から来ます。 分子は離れるときに熱を帯びているため、これは残された表面を冷却する効果があります。 これにより、蒸発冷却を理解しやすくなります。
蒸発と人間の発汗
蒸発冷却の例は、人間の発汗です。 皮膚には毛穴があり、そこから皮膚内部の液体の水が逃げ出し、空気中の水蒸気に変換されます。 これが起こると、それは私たちの肌の表面を冷やします。 これは、ほぼ常にある程度まで発生します。 快適な環境よりも暑い環境にさらされると、発汗や蒸発の程度が高まります。 その結果、冷却効果が高まります。 液相から皮膚表面や毛穴から逃げる水分子が多いほど、冷却効果が高くなります。 繰り返しますが、これは、液体分子が逃げて蒸気になるときに熱を必要とし、それを持っていくためです。
蒸発と植物の蒸散
植物は蒸散と呼ばれるプロセスを通じて、同様のことをします。 植物の根は土壌から水を「飲み」、茎を通って葉に運びます。 植物の葉は気孔と呼ばれる構造を持っています。 これらは本質的に、私たちの肌の毛穴に匹敵すると考えることができる毛穴です。
蒸散の機能
植物におけるこのプロセスの主な機能の1つは、根以外の植物の他の部分の植物組織に必要な水を輸送することです。 しかし、この蒸発冷却効果はプラントにも利益をもたらします。 これにより、直射日光にさらされる可能性が非常に高い植物が過熱するのを防ぎます。 そして、これはまた、暑い日に森林地帯に入ると、かなり涼しく感じる理由を説明しています。 その一部は日陰によるものですが、一部はこの蒸散過程による樹木からの蒸発冷却効果によるものでもあります。
風が蒸発を増加させる
風は蒸発冷却の効果を高めます、そしてこれはおなじみの概念です。 風が強い環境とは対照的に、これまで泳いでいて穏やかな環境に水から出てきた人は誰でも、風が冷たく感じていることを証明できます。 風は私たちの皮膚表面からの液体の水の蒸発速度を増加させ、蒸気に変換される量を加速します。
風冷係数
ちなみに、このプロセスは、いわゆる風冷えも引き起こします。 寒い状況でも、外に出て肌が風雨にさらされると、ある程度の発汗が起こります。 風が強いときは、露出した皮膚からより蒸発的な冷却が行われます。 これは、いわゆる風冷要素の背後にある基本を説明しています。