Vanduo keičiasi tarp kietų, skystų ir dujinių būsenų, tačiau nepalieka Žemės paviršiaus ar atmosferos ribų. Vanduo keičiasi nesibaigiančiais ciklo krituliais, garavimu ir kondensacija. Kondensuodamiesi vandens garai, jie iš dujų virsta skysčiu.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Dujinės būsenos vanduo vadinamas vandens garais. Kondensuojantis vandens garams, molekulės atvėsta ir pasikeičia į skystą būseną.
Fazių pokyčiai ir energijos perdavimas
Kai vanduo pasikeičia iš viena materijos būsena kitai, molekulės išsiskirsto arba juda arčiau. Ledo vandens molekulės yra glaudžiai supakuotos, tačiau skystame vandenyje yra toliau viena nuo kitos. Vandens garuose esančios molekulės yra dar labiau išplitusios. Kietas ledas turi didžiausią tankis o vandens garai turi mažiausią tankį.
Tankio pokytį lydi a energijos išlaisvinimas kai molekulės juda arčiau vienas kito, pavyzdžiui, kai dujos tampa skysčiu arba skystis tampa kieta. Kai vanduo pasikeičia iš kietos į skystą arba skystis į dujas sugeria energiją nuo aplinkos ir molekulės išsiskirsto.
Vandens ciklas
Vandens ciklas leidžia Žemei išlaikyti vandens tiekimą. Dėl karščio Žemės paviršiuje skystas vanduo išgarinti ir pasikeisti į dujinius vandens garai. Daugiausia vandens garų atmosferoje išgaruoja iš vandens telkinių, ypač vandenynų. Garavimas vyksta greičiau, kai temperatūra pakyla.
Drėgmė yra vandens garų kiekis ore. Kai vandens garai ore atvės, įvyksta priešingas garavimas: kondensatas. Kondensato apibrėžimas yra vanduo, pereinantis iš dujų į skystį. Kondensatas leidžia susidaryti debesims.
Debesyse yra skysto vandens lašelių ir kietų ledo kristalų. Didesniame aukštyje esanti vėsesnė temperatūra kondensuojasi daugiau vandens garų. Vandens garai kondensuojasi ant nedidelių ore esančių šiukšlių dalelių, kurios susiduria su kitais netoliese esančiais kondensuotais lašeliais. Galiausiai sukelia šių vandens lašelių susidūrimo jėga krituliai kristi nuo debesų į žemę ir kauptis vandens telkiniuose.
Vandens garai kondensuojasi
Procesas, kurio metu vandens garai virsta skysčiu, vadinamas kondensatu. Dujinės vandens molekulės išskiria energiją į vėsesnį aplinkui orą ir juda arčiau. Tarpai tarp molekulių mažėja, kol jie yra pakankamai arti, kad iš dujų virstų skysčiu.
Kai oras yra šiltesnis už žemę, vandens garai kondensuojasi ant žemės paviršiaus ir susidaro rasa. Temperatūra, kai susidaro rasa, vadinama rasos taškas. Panašus poveikis pasireiškia šaltu gėrimo išoriniu paviršiumi, kai oro temperatūra yra aukštesnė už taurėje esančio vandens.
Vandens kondensacija ne visada lemia debesų susidarymą dideliame aukštyje. Vanduo kondensuojasi, kai vandens garai atvės iki žemesnės nei garavimo taško temperatūros. Kondensatas vyksta šalia žemės, kai šiltas, drėgnas oras susiduria su vėsesne žeme ar vandeniu rūkas, kuris yra tarsi debesys, kurie kaupiasi žemės lygyje. Rūkas susidaro, kai oro temperatūra yra lygi rasos taškui.
Po vandens kondensacijos
Dalis kondensuojančių atmosferos vandens garų kaupiasi debesyse. Debesys labiau formuojasi, kai oras yra drėgnas ir jame yra daugiau vandens garų. Vadinama energija, išsiskirianti dujiniams vandens garams kondensuojantis, kad susidarytų skysti vandens lašeliai latentinis karštis. Dėl latentinės šilumos, susidarančios dėl kondensacijos, pakyla oro temperatūra, supanti vandens lašus.
Šiltesnis oras kyla, todėl vandens garai kondensuojasi, kai didesniame aukštyje susitinka su vėsesniu oru. Kondensuojantis daugiau vandens garų, didėja debesų tūris ir didėja kritulių tikimybė. Nestabilumas atsiranda padidėjus debesims ir juos supa šiltesnis oras. Šios sąlygos gali sukelti perkūniją.
Skystas arba užšalęs vanduo iškrenta į paviršių kaip krituliai. Jis gali būti laikomas kaip kietos dalelės sniege ar lede arba kaip skystis vandens telkiniuose. Jis lieka saugykloje, kol pasiekia temperatūrą, kai įvyksta garavimas, tęsdamas ciklą.
