Ich weiß, wenn Sie ein Wassermolekül verdampfen, muss es 100 ° C haben, um gasförmig zu sein, damit es diese Wärme mitnimmt, wenn es nicht bereits diese Temperatur war. Das hat einen kühlenden Effekt, wenn man zum Beispiel nass rumsteht.
Ich weiß auch, dass bei einer Verringerung des Drucks die Siedetemperatur ebenfalls verringert wird, und dasselbe gilt für eine Erhöhung des Drucks.
Ich bin mir nicht sicher, ob eine Druckreduzierung die 100 ° C ändert, die gasförmiges Wasser haben muss.
Insbesondere in einem Vakuum würde Wasser im Grunde sofort kochen. Angenommen, aufgrund der Stärke des Vakuums beträgt die Siedetemperatur -50 ° C. Muss das gasförmige Wasser immer noch 100 ° C haben oder wurde diese Temperatur auch reduziert? Müssten die Wassermoleküle, die bei -50°C sieden, immer noch 100°C heiß sein, um gasförmig zu sein, und nehmen beim Verdampfen im Vakuum jeweils 150 Grad Energie auf? Oder wurden die 100 ° C auf -50 ° C reduziert, sodass das kochende Wasser bereits energetisch genug ist, um gasförmig zu sein, und keine zusätzliche Energie aus anderer Materie in der Nähe extrahiert?
Ich weiß, dass, wenn Sie ein Wassermolekül verdampfen, es 100 °C heiß sein muss, um gasförmig zu sein
Es ist sehr schwierig, einem einzelnen Molekül eine Temperatur zuzuordnen. Die von uns gemessene Temperatur ist eine durchschnittliche Eigenschaft über eine Ansammlung von Partikeln.
Aber man könnte sagen, dass unter normalen Umständen (Druck von 1 Atmosphäre) der Wasserdampf bei einer Temperatur von weniger als 100 ° C größtenteils wieder zu einer Flüssigkeit kondensiert.
damit es diese Wärme mitnimmt, wenn es nicht schon diese Temperatur war.
Normalerweise stellt man sich das Erhitzen des Wassers in zwei getrennten Schritten vor. Dem Wasser wird etwas Energie zugeführt, um es auf Siedetemperatur zu bringen (basierend auf der Wärmekapazität des Wassers), und dann ist zusätzliche Energie erforderlich, um das Wasser zu verdampfen (basierend auf der latenten Verdampfungswärme). Auch ohne Temperaturerhöhung entzieht die Verdampfung also der Umgebung Energie.
Müssten die Wassermoleküle, die bei -50°C sieden, immer noch 100°C heiß sein, um gasförmig zu sein, und nehmen beim Verdampfen im Vakuum jeweils 150 Grad Energie auf?
Nein. Wenn ein Gramm Wasser kocht (von Flüssigkeit zu Dampf wird), braucht es 2260 J Energie, aber der Dampf bleibt auf der gleichen Temperatur. Wenn Sie einen Dampfbehälter erzeugen, indem Sie den Druck in Wasser mit Raumtemperatur senken, wird der Dampf nicht plötzlich heiß.
In einfachen Worten, die flüssigen Moleküle gehen in den gasförmigen Zustand über, nachdem sie eine bestimmte Menge an Energie aufgenommen haben. Bei Normaldruck hilft eine Erhöhung der Temperatur auf 100 °C den Molekülen, diese Energie zu erreichen, wodurch sie sich (aufgrund erhöhter Zufälligkeit) in einem solchen Ausmaß voneinander entfernen, dass sie schließlich zu einem Gas werden. Wenn der Druck verringert wird, vergrößern sich die Abstände zwischen den Molekülen sowieso, sodass ihnen weniger Energie zugeführt werden muss, damit sie sich voneinander entfernen und zu einem Gas werden.
Da im Vakuum überhaupt kein Druck vorhanden ist, verdampft das Wasser sofort.