Испарение – распространенное физическое явление. Примеры испарения воды можно наблюдать ежедневно во всех областях жизни. Уменьшается уровень воды в аквариуме, мелеет река, сохнет шевелюра после душа – механизм этих процессов с точки зрения физики совершенно одинаковый.

Молекулы воды представляют собой диполи, сцепленные между собой Вандерваальсовыми силами. Благодаря этим силам межмолекулярного притяжения Н2О находится в жидком агрегатном состоянии.

Так же каждая молекула воды обладает собственной кинетической энергией. Молекулы хаотично движутся, периодически ударяясь между собой, отчего кинетическая энергия одних молекул уменьшается, а других возрастает. Молекулы с наивысшей кинетической энергией преодолевают силы межмолекулярного притяжения, а также силу поверхностного натяжения, которая стремится удержать их в поверхностном слое жидкости. Процесс, во время которого самые «энергичные» молекулы покидают вещество (например, воду), называется испарением.

При испарении вода будет охлаждаться, так как совокупное количество кинетической энергии ее молекул уменьшается.

Какие факторы ускоряют испарение воды? Вода будет быстро испаряться, если:

  • Увеличить кинетическую энергию молекул Н2О извне, то есть подогреть воду. При этом количество «быстрых» молекул, способных покинуть поверхность воды, возрастет, и испарение будет протекать быстрее. Это хорошо видно на примере выкипающего чайника.
  • Ускорить испарение можно, увеличив площадь поверхности воды. При одинаковом объеме из чаши она испарится быстрее, чем из бутылки с узким горлышком.
  • Скорость испарения зависит от давления окружающей среды, в которую происходит испарение. Максимальная скорость испарения будет в вакууме, так как при отрыве от поверхности молекулы не будут испытывать никакого сопротивления, а значит, им не потребуется кинетическая энергия на его преодоление.
  • Частный случай влияния давления среды на скорость испарения воды – движение воздуха. Если образующийся пар сдувается ветром или удаляется при помощи насоса, то испарение идет быстрее.

Одна из особенностей воды – способность испаряться, будучи в твердом агрегатном состоянии. Но из-за низкой совокупной кинетической энергии молекул, лед испаряется значительно медленнее жидкой воды.