Um herauszufinden, warum dies geschieht, müssen wir die molekulare Ebene betrachten. Wir werden uns die Wasseroberfläche genauer ansehen. Wir werden sehen, dass die Moleküle in ihm ständig schwanken. All dies geschieht, weil die Moleküle bei Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt eine andere Energie als Null haben. Aus diesem Grund müssen sie sich ständig bewegen und kollidieren und diese Energie aufeinander übertragen. Nicht umsonst sagt man, dass die Temperatur ein Maß für die Energie von Molekülen ist. Wenn die Temperatur steigt, steigt auch die Energie der Moleküle.

Andererseits halten die Moleküle unterschiedliche intermolekulare Wechselwirkungskräfte zusammen. Im Falle von Wasser sind dies Wasserstoffbrückenbindungen. Sie entstehen durch die Wechselwirkung von Sauerstoff- und Wasserstoffatomen in verschiedenen Molekülen. Aus diesem Grund hat Wasser einen so hohen Siedepunkt - bis zu 100°C. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Wasser erst dann verdampfen kann, wenn diese Temperatur erreicht ist.

Die Verdunstung erfolgt, weil nicht alle Wassermoleküle im System die gleiche Energie haben. Sie unterliegen der Maxwell-Verteilungsfunktion (siehe Abbildung).

Sie beschreibt die Verteilung der Moleküle im System nach Geschwindigkeit. Je höher die Geschwindigkeit des Moleküls, desto höher die Energie des Moleküls. Nach dieser Verteilung haben die meisten Moleküle einen durchschnittlichen Energiewert, aber es gibt immer auch Moleküle, die weniger und mehr Energie haben. Es sind Moleküle mit erhöhter Energiemenge, die auch bei niedrigen Temperaturen von der Wasseroberfläche entweichen können. Sie haben genug Geschwindigkeit, um die Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung zu überwinden und von der Flüssigkeitsoberfläche zu entkommen. Deshalb verdunstet Wasser auch bei niedrigen Temperaturen.

Wassermoleküle sind in ständiger Bewegung und bewegen sich chaotisch, wenn sie miteinander kollidieren. Infolge dieser zufälligen, thermischen Bewegung erhalten einige Moleküle mehr Energie, andere weniger Energie. Entsprechend unterschiedlich ist auch die Geschwindigkeit ihrer Bewegung. Im Flüssigkeitsvolumen entsteht eine statistische Verteilung der Moleküle nach Energie und Bewegungsgeschwindigkeit. Die energiereichsten und schnellsten Moleküle können aus dem Wasser "herausspringen" und sich von der Körperoberfläche lösen. Einige von ihnen kehren wieder in den Teich zurück, aber einige kollidieren bereits in der Luft miteinander und bilden dabei Dampftröpfchen. Dies sind die Tröpfchen, die die feuchte Luft über dem Teich erzeugen. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit verlangsamt sich die Verdunstung und schließlich beginnt ein Sättigungszustand - die Dampfmenge über der Wasseroberfläche stabilisiert sich. Dieser Sättigungszustand kann nur in Innenräumen, zum Beispiel im Badezimmer, wirklich erlebt werden. Über der offenen Oberfläche natürlicher Gewässer wird der Sättigungszustand von Wasserdampf fast nie erreicht, da Wind und Sonne die Luft ständig durchmischen und ihre Zusammensetzung verändern. Der Wind bläst besonders aktiv Wasserdampf von der Oberfläche eines Wasserkörpers ab und transportiert Feuchtigkeit an die Erdoberfläche. Auf diese Weise entstehen Wolken und Regenwolken, aus denen es mal anmutig regnet, mal sich erdrückende Gewitter ergießen.

Die Temperatur ist die MITTLERE kinetische Energie aller Moleküle. Die Tatsache, dass die durchschnittliche kinetische Energie den für die Verdampfung erforderlichen Wert nicht überschreitet, bedeutet nicht, dass alle Moleküle dafür nicht genügend Energie haben, einige von ihnen verdampfen dadurch :).

Sieden und Verdampfen sind unterschiedliche Prozesse. Jede Flüssigkeit verdampft bei jeder Temperatur. Und Kochen ist "Verdampfen mit Höchstgeschwindigkeit". Wenn Verdampfung nicht nur von der Oberfläche eines Fluids, sondern auch im Inneren stattfindet.

Warum sollte sie nicht verdampfen? Wasser ist unter normalen Bedingungen und unter Bedingungen von 0C bis 99C immer noch eine Flüssigkeit. Flüssigkeitsmoleküle führen eine ungeordnete thermische Bewegung aus bzw. einige von ihnen haben genug Energie gewonnen, um sich von der Oberfläche abzulösen - effektiv abzulösen und sich in Gas oder Dampf zu verwandeln. Quantitative Verhältnisse, die es erlauben, die Verdunstung des Wassers in Abhängigkeit von den Bedingungen (Wassertemperatur, Umgebungstemperatur, Wasserspiegel, Gaszusammensetzung der Umgebung, Salzgehalt des Wassers usw.) zu bestimmen, erfordern den Einsatz einer ziemlich komplexen Mathematik, aber qualitativ nichts anderes und ist erforderlich, um den Prozess zu verstehen.