水の蒸発とは何かとその例

私たちは肉眼でそれを区別することはできませんが、水の蒸発は、私たちが住んでいる生態系、産業環境、さらには私たちの家の両方において非常に重要な役割を果たしています。

「ワイルド＆グリーン」を読み続けて、水の蒸発とは何か、いくつかの例、水の沸騰や水の凝縮との違いを学びましょう。

水の蒸発は、水が液体状態から気体状態になる物理的なプロセスです。これを行うには、表面張力に打ち勝つのに十分なエネルギーを熱の形で蓄積する必要があります。水の塊全体が沸点を超える必要はありません (この最後の概念を理解するには、読み続けてください)。このプロセスにはさまざまな要因が影響します。

• 蒸気飽和:液体の水と環境の間の蒸気圧の差は、水の蒸発に寄与します。基本的に、水は飽和度が高いところから飽和度が低いところまで均一に分布する傾向があります。単純なルールとして、環境が乾燥すればするほど（別の言い方をすれば、蒸気飽和度が低くなるほど）、より多くの蒸発が発生します。
• 気圧：気圧が低いほど蒸発しやすくなります。自然界では、私たちにとってはそれほど問題ではありません。山では気圧が下がり、気温も下がるため、重大な現象にはなりません。
• 温度:分子は、表面張力バリアを突破できるような運動エネルギーを持っている必要があります。温度が高いほど蒸発は大きくなります。

水の蒸発の最も重要な例のいくつかを以下に示します。

地表水の蒸発

地表を流れる水の蒸発は、大気中への水の供給源の 1 つです。特に高温で乾燥した環境や、湖や貯水池などの広い水面で発生します。また、さまざまな土壌地層でも発生する可能性があり、表層地層でより顕著になります。この場合、克服されるのは水の表面張力ではなく、むしろ水分子の土壌への付着です。

植物の蒸散

植物は気孔と呼ばれる小さな孔を開ける必要があります。この孔は通常葉の裏側にあり、ガス交換を可能にします。この交換には、水の離脱と大気中への放出が含まれます。植物にとって、このプロセスは不可欠です。これは主に、植物が土壌から水を取り続けることができるようにすることに貢献するものです。環境に関しては、植物は水の循環に直接影響を与えます。その作用は、地面から水を汲み上げて蒸気の形で大気中に放出することに要約できます。

蒸発散量

この概念には、地表水の蒸発と植物の蒸散の両方が含まれており、雲の形成を引き起こし、各生態系の水飽和に寄与します。この現象の組み合わせにより、いわゆる「水循環」が可能になります。

水の循環について詳しくは、「ワイルド＆グリーン」の他の記事をご覧ください。

動物の冷凍

多くの動物、特に哺乳類は、冷却手段として水の蒸発を使用します。たとえば、人間は汗をかきますが、これにより皮膚の熱が汗の水分子に「蓄え」られ、蒸発とともに消えてしまいます。他の動物 (非常に近い例として犬) は呼吸時に口を開け、水分の蒸発速度が高くなります。

工業プロセスにおける蒸発

一部の工業プロセスでは、かなりの量の水分が大気中に放出されます。たとえば、原子力発電所や火力発電所には、過剰な熱を水蒸気の形で「貯蔵」し、その後放出する冷却回路があります。一方、これらのプラントでは、最終的に電気エネルギーを生成するタービンを動かすために水蒸気を (閉回路で) 使用します。

水分の蒸発は 32°C から起こる可能性があります。ただし、沸騰するには水と空気の圧力が等しくなる100℃に達する必要があります。

水の沸騰とは何ですか

沸騰とは、水が沸点に達したとき、つまり水と大気の圧力が等しくなったときに蒸発する現象です。通常、 100℃ 、1気圧の条件下で発生します。

しかし、圧力が下がると沸点も下がります。たとえば、山では大気圧が低下するため、沸点が 100 ℃ 未満になることがあります。沸点に達すると、プロセスが終了するまで温度は一定に保たれます。

蒸発と凝縮は基本的に逆のプロセスです。蒸発は液体状態の水が気体状態の水に変化することで構成されますが、凝縮では水は気体状態から液体状態になります。

結露とは

気体状態から液体状態に移行するには、水分子は通常は熱の形で運動エネルギーを失う必要があります。このエネルギーが失われると、分子の運動性が低下し、結合してしまいます。

水の結露とは何か、およびこの他の「ワイルド＆グリーン」の投稿で例について詳しく学びましょう。

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