Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Vaihemuutokset ja energiansiirto
- Vesisykli
- Vesihöyry kondensoituu
- Veden tiivistymisen jälkeen
Vesi vaihtuu kiinteiden, nestemäisten ja kaasumaisten tilojen välillä, mutta ei jätä maapallon tai ilmakehän rajoja. Vesi muuttuu loputtoman syklin saostumisen, haihtumisen ja tiivistymisen kautta. Vesihöyryn tiivistyessä se muuttuu kaasusta nesteeksi.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kaasumaisessa tilassa olevaa vettä kutsutaan vesihöyryksi. Vesihöyryn tiivistyessä molekyylit jäähtyvät ja muuttuvat nestemäiseen tilaan.
Vaihemuutokset ja energiansiirto
Kun vesi muuttuu ainetilasta toiseen, molekyylit leviävät toisistaan tai liikkuvat läheisemmin toisiaan. Jäässä olevat vesimolekyylit pakataan tiiviisti toisiinsa, mutta ne sijaitsevat kauempana nestemäisessä vedessä. Vesihöyryssä olevat molekyylit leviävät vielä enemmän. Kiinteä jää on suurin tiheys ja vesihöyryllä on alhaisin tiheys.
Tiheyden muutokseen liittyy a energian vapauttaminen kun molekyylit liikkuvat lähemmäksi toisiaan, esimerkiksi kun kaasusta tulee nestettä tai nesteestä tulee kiinteää ainetta. Kun vesi muuttuu kiinteästä aineesta nesteeksi tai nesteestä kaasuksi, se muuttuu imee energiaa ympäristöstä ja molekyylit leviävät toisistaan.
Vesisykli
Vesikierto antaa maapallolle ylläpitää vedenjakeluaan. Lämpö aiheuttaa nestemäistä vettä maan pinnalle haihtua ja muuttua kaasumaiseksi vesihöyry. Suurin osa ilmakehän vesihöyrystä haihtuu vesistöistä, erityisesti valtamereistä. Haihtuminen tapahtuu nopeammin lämpötilan noustessa.
Kosteus on vesihöyryn määrä ilmassa. Ilmassa olevan vesihöyryn jäähtyessä tapahtuu päinvastainen haihtuminen: tiivistyminen. Kondensaation määritelmä on vesi, joka muuttuu kaasusta nesteeksi. Tiivistyminen mahdollistaa pilvien muodostumisen.
Pilvet sisältävät nestemäisiä vesipisaroita ja kiinteitä jääkiteitä. Viileämpi lämpötila korkeilla korkeuksilla saa enemmän vesihöyryä tiivistymään. Vesihöyry tiivistyy pienissä hiukkasissa ilmassa, jotka törmäävät sitten muiden lähellä olevien tiivistyneiden pisaroiden kanssa. Lopulta näiden vesipisaroiden törmäysten voima aiheuttaa sademäärä putoaa pilvistä maahan ja kerääntyä vesistöihin.
Vesihöyry kondensoituu
Prosessia, jossa vesihöyry muuttuu nesteeksi, kutsutaan kondensoitumiseksi. Kaasumaiset vesimolekyylit vapauttavat energiaa ympäröivään viileämpään ilmaan ja liikkuvat lähempänä toisiaan. Molekyylien väliset tilat vähenevät, kunnes ne ovat riittävän lähellä muuttaakseen kaasusta nesteeksi.
Kun ilma on maata lämpimämpi, vesihöyry tiivistyy maanpinnoille muodostuakseen kaste. Kastemuodostumisen lämpötilaa kutsutaan kastepiste. Samanlainen vaikutus tapahtuu kylmän juoman ulkopinnalla, kun ilman lämpötila on korkeampi kuin lasin vesi.
Veden tiivistyminen ei aina johda pilvien muodostumiseen korkealla. Vesi tiivistyy aina, kun vesihöyry jäähtyy lämpötilaan, joka on alempi kuin piste, jossa haihtuu. Kondensoitumista tapahtuu lähellä maata, kun lämmin, kostea ilma kohtaa viileämmän maan tai veden luomaan sumu, joka on kuin pilviä, jotka kerääntyvät maanpinnalle. Sumu muodostuu, kun ilman lämpötila on yhtä suuri kuin kastepiste.
Veden tiivistymisen jälkeen
Osa ilmakehään tiivistyvästä vesihöyrystä varastoituu pilviin. Pilviä muodostuu todennäköisemmin, kun ilma on kostea ja sisältää enemmän vesihöyryä. Kaasumaisen vesihöyryn tiivistyessä vapautuvaa energiaa kutsutaan nestemäisiksi vesipisaroiksi piilevä lämpö. Kondensoitumisesta johtuva piilevä lämpö aiheuttaa vesipisaroita ympäröivän ilman lämpötilan nousun.
Lämpimämpi ilma nousee, jolloin vesihöyry tiivistyy, kun se kohtaa viileämmän ilman korkeammalla. Kun lisää vesihöyryä tiivistyy, pilvien tilavuus kasvaa ja sademäärät lisääntyvät. Epävakautta esiintyy, kun pilvien korkeus kasvaa ja lämpimämpi ilma ympäröi. Nämä olosuhteet voivat laukaista ukkosta.
Nestemäinen tai jäätynyt vesi putoaa pinnalle sademääränä. Sitä voidaan varastoida kiinteinä hiukkasina lumessa tai jäässä tai nesteenä vesistöissä. Se pysyy varastossa, kunnes se saavuttaa lämpötilan haihtumisen tapahtuessa, jatkaen jaksoa.