Die Chemie der Wetterkondensation und -verdampfung

Kondensation und Verdunstung sind zwei Begriffe, die früh und häufig beim Erlernen von Wetterprozessen auftauchen. Sie sind wichtig, um zu verstehen, wie sich Wasser - das immer (in irgendeiner Form) in der Atmosphäre vorhanden ist - verhält.

Kondensationsdefinition

Kondensation ist der Prozess, durch den sich in der Luft befindliches Wasser von Wasserdampf (einem Gas) zu flüssigem Wasser ändert. Dies geschieht, wenn der Wasserdampf auf die Taupunkttemperatur abgekühlt wird, was zur Sättigung führt.

Immer wenn warme Luft in die Atmosphäre aufsteigt, kann Kondensation auftreten. Es gibt auch viele Beispiele für Kondensation in unserem täglichen Leben, wie die Bildung von Wassertropfen an der Außenseite eines kalten Getränks. (Wenn das kalte Getränk auf einem Tisch stehen gelassen wird, kommt die Feuchtigkeit (Wasserdampf) in der Raumluft mit der kalten Flasche oder dem kalten Glas in Kontakt, kühlt ab und kondensiert an der Außenseite des Getränks.)

Kondensation: Ein Erwärmungsprozess

Kondensation wird oft als "Erwärmungsprozess" bezeichnet, was verwirrend sein kann, da Kondensation mit Abkühlung zu tun hat. Während Kondensation die Luft im Inneren des Luftpakets kühlt, muss das Paket Wärme an die Umgebung abgeben, damit diese Kühlung erfolgt. Wenn also von der Auswirkung der Kondensation auf die Gesamtatmosphäre gesprochen wird, erwärmt sich diese. So funktioniert das:
Denken Sie aus dem Chemieunterricht daran, dass Moleküle in einem Gas energisch sind und sich sehr schnell bewegen, während sich die in einer Flüssigkeit langsamer bewegen. Damit Kondensation stattfinden kann, müssen die Wasserdampfmoleküle Energie freisetzen, damit sie ihre Bewegung verlangsamen können. (Diese Energie ist verborgen und wird daher als latente Wärme bezeichnet.)

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Einige bekannte Wetterphänomene werden durch Kondensation verursacht, darunter:

• Tau
• Nebel
• Wolken

Verdunstungsdefinition

Das Gegenteil von Kondensation ist Verdunstung. Beim Verdampfen wird flüssiges Wasser in Wasserdampf (ein Gas) umgewandelt. Es transportiert Wasser von der Erdoberfläche in die Atmosphäre.

(Es ist zu beachten, dass Feststoffe wie Eis auch verdampfen oder direkt in ein Gas umgewandelt werden können, ohne zuvor flüssig zu werden. In der Meteorologie nennt man dies Sublimation.)

Verdunstung: Ein Abkühlungsprozess

Damit Wassermoleküle von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergehen können, müssen sie zuerst Wärmeenergie absorbieren. Sie tun dies, indem sie mit anderen Wassermolekülen kollidieren.

Die Verdunstung wird als "Abkühlungsprozess" bezeichnet, da sie der Umgebungsluft Wärme entzieht. Die Verdunstung in der Atmosphäre ist ein entscheidender Schritt im Wasserkreislauf. Wasser auf der Erdoberfläche wird in die Atmosphäre verdampfen, wenn Energie von flüssigem Wasser absorbiert wird. Wassermoleküle, die in der flüssigen Phase vorliegen, sind frei fließend und in keiner bestimmten festen Position. Sobald dem Wasser durch Sonnenwärme Energie zugeführt wird, gewinnen die Bindungen zwischen den Wassermolekülen kinetische Energie oder Energie in Bewegung. Sie entweichen dann der Oberfläche der Flüssigkeit und werden zu einem Gas (Wasserdampf), das dann in die Atmosphäre aufsteigt.

Dieser Prozess des Verdampfens von Wasser von der Erdoberfläche geschieht kontinuierlich und transportiert kontinuierlich Wasserdampf in die Luft. Die Verdunstungsrate ist abhängig von Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und Trübung.

Die Verdunstung ist für verschiedene Wetterphänomene verantwortlich, einschließlich Feuchtigkeit und Wolken.