Vatten växlar mellan fasta, flytande och gasformiga tillstånd men lämnar inte gränserna för jordens yta eller atmosfär. Vattnet förändras genom en oändlig nederbörd, avdunstning och kondens. När vattenånga kondenserar ändras den från en gas till en vätska.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Vatten i gasform kallas vattenånga. När vattenånga kondenserar kyls molekylerna och övergår till flytande tillstånd.
Fasförändringar och energiöverföring
När vatten byter från ett tillstånd av materia till ett annat, molekylerna sprids isär eller rör sig närmare varandra. Vattenmolekylerna i is är tätt packade men ligger längre ifrån varandra i flytande vatten. Molekylerna i vattenånga sprids ännu mer. Fast is har störst densitet och vattenånga har den lägsta densiteten.
Förändringen i densitet åtföljs av a frigöring av energi när molekylerna rör sig närmare varandra, till exempel när en gas blir en vätska eller en vätska blir ett fast ämne. När vatten byter från en fast till en vätska eller en vätska till en gas absorberar energi från miljön och molekylerna sprids isär.
Vattencykeln
Vattencykeln gör att jorden kan behålla sin vattenförsörjning. Värme orsakar flytande vatten på jordens yta avdunsta och förändras till gasformig vattenånga. De flesta vattenångor i atmosfären avdunstar från vattenkroppar, särskilt haven. Avdunstning sker snabbare när temperaturen ökar.
Fuktighet är mängden vattenånga i luften. När vattenånga i luften svalnar sker motsatsen till avdunstning: kondensation. Kondensdefinitionen är att vatten byter från en gas till en vätska. Kondens gör det möjligt för moln att bildas.
Moln innehåller flytande vattendroppar och fasta iskristaller. Den kallare temperaturen på höga höjder får mer vattenånga att kondensera. Vattenånga kondenserar på små partiklar av skräp i luften som sedan kolliderar med andra kondenserade droppar i närheten. Så småningom orsakar kraften i kollisionerna mellan dessa vattendroppar nederbörd att falla från molnen till marken och samla i vattendrag.
Vattenånga kondenserar
Processen där vattenånga förvandlas till en vätska kallas kondens. De gasformiga vattenmolekylerna släpper ut energi i den kallare luften runt dem och rör sig närmare varandra. Mellanrummen mellan molekylerna minskar tills de är tillräckligt nära för att byta från en gas till en vätska.
När luften är varmare än marken kondenseras vattenånga på markytorna för att bildas dagg. Temperaturen när dagg bildas kallas daggpunkt. En liknande effekt uppträder på en kall dryckes yttre yta när lufttemperaturen är högre än vattnet i glaset.
Vattenkondensation leder inte alltid till molnbildning i höga höjder. Vatten kondenserar när vattenånga svalnar till en temperatur som är lägre än den punkt då avdunstning sker. Kondens händer nära marken när varm, fuktig luft möter svalare mark eller vatten för att skapa dimma, som är som moln som ackumuleras på marknivå. Dimma bildas när lufttemperaturen är lika med daggpunkten.
Efter vatten kondenserar
En del av vattenångan i atmosfären som kondenserar lagras i moln. Moln bildas mer sannolikt när luften är fuktig och innehåller mer vattenånga. Den energi som frigörs när gasformig vattenånga kondenseras för att bilda flytande vattendroppar kallas latent värme. Latent värme från kondens orsakar en ökning av lufttemperaturen som omger vattendropparna.
Den varmare luften stiger och får vattenångan att kondensera när den möter svalare luft i högre höjd. När mer vattenånga kondenserar ökar molnvolymen och risken för nederbörd ökar. Instabilitet uppstår när molnen ökar i höjd och omges av varmare luft. Dessa förhållanden kan utlösa åskväder.
Flytande eller fryst vatten faller till ytan som nederbörd. Det kan lagras som fasta partiklar i snö eller is eller som en vätska i vattenkroppar. Den förvaras tills den når temperaturen när avdunstning sker och fortsätter cykeln.
