Woda zmienia się ze stanu stałego, ciekłego i gazowego, ale nie opuszcza granic powierzchni ani atmosfery Ziemi. Woda zmienia się poprzez niekończący się cykl wytrącania, parowania i kondensacji. Kiedy para wodna skrapla się, zmienia się z gazu w ciecz.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Woda w stanie gazowym nazywana jest parą wodną. Kiedy para wodna ulega kondensacji, cząsteczki ochładzają się i przechodzą w stan ciekły.
Zmiany fazowe i transfer energii
Kiedy woda zmienia się z jeden stan materii do drugiego, cząsteczki rozchodzą się lub zbliżają do siebie. Cząsteczki wody w lodzie są upakowane blisko siebie, ale w wodzie płynnej są bardziej od siebie oddalone. Cząsteczki pary wodnej są jeszcze bardziej rozłożone. Lód ma największy gęstość a para wodna ma najniższą gęstość.
Zmianie gęstości towarzyszy a uwolnienie energii kiedy cząsteczki zbliżają się do siebie, na przykład gdy gaz staje się cieczą lub ciecz staje się ciałem stałym. Kiedy woda zmienia się ze stałego w płyn lub z cieczy w gaz, to pochłania energię z otoczenia i cząsteczki się rozchodzą.
Obieg wody
Obieg wody pozwala Ziemi na utrzymanie zaopatrzenia w wodę. Ciepło powoduje, że woda w stanie ciekłym na powierzchni Ziemi odparować i zamieniają się w gazowe para wodna. Większość pary wodnej w atmosferze wyparowuje ze zbiorników wodnych, zwłaszcza z oceanów. Parowanie następuje szybciej wraz ze wzrostem temperatury.
Wilgotność to ilość pary wodnej w powietrzu. Gdy para wodna w powietrzu ochładza się, następuje odwrotność parowania: kondensacja. Definicja kondensacji to przemiana wody z gazu w ciecz. Kondensacja umożliwia tworzenie się chmur.
Chmury zawierają ciekłe kropelki wody i stałe kryształki lodu. Niższa temperatura na dużych wysokościach powoduje kondensację większej ilości pary wodnej. Para wodna kondensuje na drobnych cząsteczkach zanieczyszczeń w powietrzu, które następnie zderzają się z innymi skondensowanymi kroplami znajdującymi się w pobliżu. Ostatecznie siła zderzeń tych kropel wody powoduje opad atmosferyczny spadać z chmur na ziemię i gromadzić się w zbiornikach wodnych.
Kondensacja pary wodnej
Proces, w którym para wodna zamienia się w ciecz, nazywa się kondensacją. Cząsteczki gazowej wody uwalniają energię do chłodniejszego powietrza wokół siebie i zbliżają się do siebie. Przestrzenie między cząsteczkami zmniejszają się, aż są wystarczająco blisko, aby zmienić się z gazu w ciecz.
Gdy powietrze jest cieplejsze od gruntu, para wodna skrapla się na powierzchni gruntu, tworząc to rosa. Temperatura, w której tworzy się rosa, nazywana jest punkt rosy. Podobny efekt występuje na zewnętrznej powierzchni zimnego napoju, gdy temperatura powietrza jest wyższa niż wody w szklance.
Kondensacja wody nie zawsze powoduje tworzenie się chmur na dużych wysokościach. Woda skrapla się, gdy para wodna ochładza się do temperatury niższej niż punkt, w którym następuje parowanie. Kondensacja ma miejsce w pobliżu gruntu, gdy ciepłe, wilgotne powietrze styka się z chłodniejszym gruntem lub wodą, tworząc mgła, który jest jak chmury, które gromadzą się na poziomie gruntu. Mgła tworzy się, gdy temperatura powietrza jest równa punktowi rosy.
Po kondensacji wody
Część pary wodnej w atmosferze, która skrapla się, jest magazynowana w chmurach. Chmury częściej tworzą się, gdy powietrze jest wilgotne i zawiera więcej pary wodnej. Energia uwalniana, gdy gazowa para wodna skrapla się, tworząc ciekłe kropelki wody, nazywa się is Ciepło. Ciepło utajone z kondensacji powoduje wzrost temperatury powietrza otaczającego kropelki wody.
Cieplejsze powietrze unosi się, powodując kondensację pary wodnej, gdy spotyka się z chłodniejszym powietrzem na większej wysokości. W miarę kondensacji większej ilości pary wodnej zwiększa się objętość chmur i zwiększa się prawdopodobieństwo wystąpienia opadów. Niestabilność występuje, gdy chmury rosną i są otoczone cieplejszym powietrzem. Takie warunki mogą wywołać burze.
Ciekła lub zamarznięta woda spada na powierzchnię w postaci opadów atmosferycznych. Może być przechowywany w postaci cząstek stałych w śniegu lub lodzie lub jako ciecz w zbiornikach wodnych. Pozostaje w magazynie, aż osiągnie temperaturę, w której następuje parowanie, kontynuując cykl.