Skrevet av Emne: Hvordan kan vanndamp eksistere ved temperaturer under kokepunktet?  (Lest 2995 ganger)

Objektiv

  • Gjest
Jeg sliter med å forstå at vanndamp kan eksistere i atmosfæren (primært troposfæren) siden temperaturen i atmosfæren ikke er over kokepunktet. Vann foreliggger jo som gass (=vanndamp) bare når temperaturen er over kokepunktet, se figuren som linken under viser til.
http://illvit.no/files/bonnier-ill/attach/freezingpoint_no.jpg

Det er sikkert en elementær forklaring på dette, men jeg klarer ikke å finne den og ber derfor om hjelp til å forstå hvordan vanndamp kan eksistere i atmosfæren.

« Siste redigering: 09.08.2014, 11:53:49 av Objektiv »

Administrator

  • Administrator
  • Seniormedlem
  • *****
  • Innlegg: 368
    • Vis profil
For å være ærlig vet ikke jeg heller, men jeg regner med det har med å gjøre at det er en gassblanding. Det er altså ikke luft pluss vann, men en enhetlig gassblanding som inneholder nitrogen, oksygen, vann, CO2 osv.

I tillegg kan det nevnes at kokepunktet for vann er lavere dess lavere trykket er.

Men her trengs det folk med mer inngående kunnskap :)

Smiley

  • Seniormedlem
  • ****
  • Innlegg: 264
    • Vis profil
Vanndamp blir laget ved at vann over kokepunktet blir omgjort til damp. Dampen holder ikke en temperatur over kokepunktet men forblir i gassform til den kjøles ned eller kondenserer på partikler i atmosfæren. Selve prosessen er muligens vanskelig å forstå, spesielt når man vet at der hvor det er mest vanndamp og skyer er det ofte veldig kalt. Så selv om trykket er litt lavere er man likevel langt fra kokepunktet.
Kokepunktet angir ved hvilken temperatur en væske blir til gass. Duggpunktet angir ved hvilken temperatur gassen blir til væske.

Objektiv

  • Gjest
Dere er inne på noe begge to. Jeg fant frem en gammel lærebok som i stor grad gir meg svaret.

Her kommer noen utdrag fra «Mikro- og lokalmeteorologi» av Kåre Utaaker:

Fra kap. 4.7.3 Luftfuktighet og noen mål for den
Sitat
«Molekylene i en væske er i bevegelse, og kolliderer stadig med hverandre. Ved for eksempel en åpen vannflate vil enkelte molekyler få så stor energi at de river seg løs fra nabomolekylene og spretter opp i lufta over. Samtidig returnerer også vanndampmolekyler fra lufta til vannflaten. Denne utvekslingen på molekylær skala er svært intens. Beregninger viser at hvert sekund passerer 2 – 3 kg vannflaten i hver retning per kvadratmeter vannflate. Nettoutvekslingen – fordampning når det unnviker flere molekyler enn det returnerer, og kondensasjon når det omvendte er tilfelle. Når det er likevekt mellom fordamping og kondensasjon, dvs. når molekylstrømmen fra og til flaten er like stor, sier vi at lufta er mettet med vanndamp. Jo varmere lufta er, jo mer vanndamp må det til før den er mettet. Men dette innebærer ikke at luft kan betraktes som en «svamp», som kan suge opp mer vanndamp jo varmere den er.
Lufttrykket, p, er summen av partial- (del-) trykkene av alle gassene i atmosfæren, som ved havflaten varierer mellom ca. 950 og 1030 hPa, utgjør vanndamptrykket, e, sjelden mer enn 40 hPa. Når luft med temperatur, T, er mettet med vanndamp kalles partialtrykket av vanndampen for vanndampens metningstrykk, e*(T). Vanndampens likevektstrykk ville fysisk set ha vært en riktigere betegnelse. Ved temperaturer under 0°C er dette likevektsuttrykket for eksempel forskjellig for luft med samme temperatur over en vannflate og over en isflate. I helt ren luft (noe som ikke forekommer i naturen) uten kontakt med noen flate ville det ikke skje kondensasjon selv ved stor overmetning, mens kondensasjonen starter ved svak undermetning i luft som inneholder hygroskopiske kondensasjonskjerner. For å få sublimasjon ved temperaturer under 0°C, må lufta inneholde frysekjerner.»
……
«Det er verdt å merke seg at fuktig luft er litt lettere enn tørr luft med samme temperatur. Forklaringen på dette er at for tørr luft (blandingen av N2 og O2 som utgjør ca. 99 & av atmosfæren) er molekylvekta ca. 29, mens den for vanndamp (H2O) er 18. Avtakende vanndampinnhold (q) med høyden vil således bidra til den termiske konveksjonen.
Fordampingen fra en fuktig landflate er derfor stor når flaten er varm, lufta over forholdsvis tørr og vindhastigheten høy. Den er derfor større om sommeren enn om vinteren, og større midt på dagen enn om natta. I motsetning til følbar varme, som et klart sommerdøgn går fra flaten til lufta om dagen, og fra lufta til flaten om natta, går vanndamptransporten ofte fra flaten til lufta gjennom hele døgnet. Grunnen til dette er at særlig i netter med vind er vanndampgradienten over en slik flate ofte negativ, dvs. at fuktigheten (q eller e) avtar med høyden ….»
Det stod en god del mer av interesse, men det blir for omfattende å gjengi det her.
Konklusjonen er at figuren jeg viste til ikke bør betraktes isolert og tas helt bokstavlig.