Water verandert tussen vaste, vloeibare en gasvormige toestanden, maar verlaat de grenzen van het aardoppervlak of de atmosfeer niet. Water verandert door een eindeloze cyclus neerslag, verdamping en condensatie. Wanneer waterdamp condenseert, verandert het van een gas in een vloeistof.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Water in gasvormige toestand wordt waterdamp genoemd. Wanneer waterdamp condenseert, koelen de moleculen af en veranderen in een vloeibare toestand.
Faseveranderingen en energieoverdracht
Wanneer het water verandert van de ene toestand van de zaak naar de andere, spreiden de moleculen zich uit elkaar of bewegen ze dichter naar elkaar toe. De watermoleculen in ijs zitten dicht op elkaar, maar staan verder uit elkaar in vloeibaar water. De moleculen in waterdamp zijn nog meer verspreid. Vast ijs heeft de beste dichtheid en waterdamp heeft de laagste dichtheid.
De verandering in dichtheid gaat gepaard met a vrijkomen van energie wanneer de moleculen dichter bij elkaar komen, zoals wanneer een gas een vloeistof wordt, of een vloeistof een vaste stof. Wanneer water verandert van een vaste stof in een vloeistof, of van een vloeistof in een gas,
absorbeert energie uit de omgeving en de moleculen verspreiden zich uit elkaar.De Water cyclus
De Water cyclus stelt de aarde in staat haar watervoorziening te handhaven. Warmte zorgt ervoor dat vloeibaar water op het aardoppervlak verdampen en veranderen in gasvormig waterdamp. De meeste waterdamp in de atmosfeer verdampt uit waterlichamen, vooral de oceanen. Verdamping vindt sneller plaats naarmate de temperatuur stijgt.
Vochtigheid is de hoeveelheid waterdamp in de lucht. Wanneer waterdamp in de lucht afkoelt, treedt het tegenovergestelde van verdamping op: condensatie. De condensatiedefinitie is dat water verandert van een gas naar een vloeistof. Door condensatie kunnen wolken ontstaan.
Wolken bevatten vloeibare waterdruppels en vaste ijskristallen. De koelere temperatuur op grote hoogte zorgt ervoor dat er meer waterdamp condenseert. Waterdamp condenseert op minuscule deeltjes vuil in de lucht die vervolgens botsen met andere gecondenseerde druppeltjes in de buurt. Uiteindelijk veroorzaakt de kracht van de botsingen van deze waterdruppels neerslag uit de wolken op de grond vallen en zich verzamelen in waterlichamen.
Waterdamp condenseert
Het proces waarbij waterdamp in een vloeistof verandert, wordt condensatie genoemd. De gasvormige watermoleculen geven energie af aan de koelere lucht om hen heen en komen dichter bij elkaar. De ruimten tussen de moleculen worden kleiner totdat ze dichtbij genoeg zijn om van een gas naar een vloeistof te veranderen.
Wanneer de lucht warmer is dan de grond, condenseert waterdamp op het grondoppervlak om zich te vormen dauw. De temperatuur wanneer dauw wordt gevormd, wordt de dauwpunt. Een soortgelijk effect treedt op aan de buitenkant van een koude drank, wanneer de luchttemperatuur hoger is dan het water in het glas.
Watercondensatie leidt niet altijd tot wolkenvorming op grote hoogte. Water condenseert wanneer waterdamp afkoelt tot een temperatuur die lager is dan het punt waarop verdamping optreedt. Condensatie vindt plaats in de buurt van de grond wanneer warme, vochtige lucht koeler land of water ontmoet om te creëren mist, dat is als wolken die zich op de grond ophopen. Mist ontstaat wanneer de luchttemperatuur gelijk is aan het dauwpunt.
Na condensatie van water
Een deel van de waterdamp in de atmosfeer die condenseert, wordt opgeslagen in wolken. Wolken ontstaan vaker als de lucht vochtig is en meer waterdamp bevat. De energie die vrijkomt wanneer gasvormige waterdamp condenseert om vloeibare waterdruppels te vormen, wordt genoemd: latente warmte. Latente warmte van condensatie veroorzaakt een toename van de luchttemperatuur rond de waterdruppels.
De warmere lucht stijgt op, waardoor de waterdamp condenseert wanneer deze op grotere hoogte koelere lucht ontmoet. Naarmate er meer waterdamp condenseert, neemt het wolkenvolume toe en neemt de kans op neerslag toe. Instabiliteit treedt op wanneer wolken in hoogte toenemen en worden omgeven door warmere lucht. Deze omstandigheden kunnen onweersbuien veroorzaken.
Vloeibaar of bevroren water valt als neerslag naar de oppervlakte. Het kan worden opgeslagen als vaste deeltjes in sneeuw of ijs of als vloeistof in waterlichamen. Het blijft in de opslag totdat het de temperatuur bereikt waarop verdamping optreedt, waardoor de cyclus wordt voortgezet.