Hoe kan water na een regenbui verdampen? Want buiten op straat bereikt het toch niet het kookpunt wat de overgangsfase zou betekenen?

Weet jij het antwoord?

/2500

Kokend water verdampt op een maximale snelheid, anders gezegd, 100°C is de maximale temperatuur van vloeibaar water onder normale omstandigheden. Daaronder verdampt water ook, alleen veel langzamer. Dus na een regenbui zal water niet direct verdampen want de luchtvochtigheid is heel hoog. Zodra de bui over is, en de luchtvochtigheid daalt, zal het water gaan verdampen. Hoe warmer hoe sneller. Kijk maar eens naar platte (garage) daken. Daar blijft altijd wel water opliggen. Na verloop van tijd is dat dak droog. Water heeft alleen maar kunnen verdampen. Bij warm weer gaat dat gewoon sneller.

Je zou gelijk hebben als het water op straat een ééncomponentsysteem was. Dan is tot onder de kookpuntstemperatuur de vloeibare fase de enige stabiele fase, omdat daarvan de Gibbsenergie (zie link) het kleinst is. Op de kookpuntstemperatuur zijn beide fasen dan even stabiel en boven de kookpuntstemperatuur is de gasfase de enige stabiele fase (let op: in een ééncomponentsysteem). Maar water op straat staat in contact met de lucht, en een een component in een mengsel heeft een lagere Gibbsenergie dan in de zuivere vorm. En nou juist een verschil in die mysterieuze gibbsenergie (ook wel chemische potentiaal genoemd) is de drijvende kracht voor het verdampen van nog meer water tot de lucht is verzadigd met waterdamp. Als de fractie waterdamp in de lucht toeneemt neemt ook de chemische potentiaal van water in de lucht toe. Totdat er geen verschil meer is in de chemische potentiaal: verzadiging. Maar zo ver komt het niet doordat water in de buitenlucht zich door diffusie en stroming (wind) verspreidt. Op een gegeven moment is de druppel verdampt. Toegevoegd na 16 minuten: Je zou als het ware de druppel en de lucht als één systeem moeten zien. In het algemeen geldt dat een systeem zijn gibbsenergie wil minimaliseren. Hoewel de vloeibare fase in het zuivere geval en onder het kookpunt stabieler is dan de zuivere gasfase, zorgt het verdampen er toch voor, omdat er lucht is, dat door de 'verdunning' van het water de energie wordt verlaagd. Ik hoop dat je het een beetje snapt. Toegevoegd na 43 minuten: Het eenvoudige antwoord is dat water blootgesteld aan onverzadigde lucht (w.b. water) bij alle temperaturen wel een beetje verdampt. Maar alleen de temperatuur waarbij de druk van de waterdamp gelijk is aan de buitendruk is de kookpuntstemperatuur. Een belangrijk verschil is dat je het bij verdampen hebt over een oppervlakverschijnsel: moleculen aan het wateroppervlak hebben genoeg kinetische energie om te ontsnappen naar de gasfase. Integendeel, bij koken zullen de moleculen bij het verwarmde oppervlak bellen vormen (let maar goed op bij het koken, eerst zie je belletjes onderin de pan voordat het gaat borrelen).

Bronnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Gibbs_free_energy

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100