Por que a água evapora em temperatura ambiente?

Primeiro, acho que devo deixar claro que, quando a água ferve, as ligações na molécula de água ligando o hidrogênio e o átomo de oxigênio não está quebrado. Durante a ebulição, as ligações intermoleculares na água são as que se rompem, ou seja, as ligações que unem as moléculas de água.

À temperatura ambiente, há evaporação (eu não chamaria de excitação). Isso ocorre porque existem algumas moléculas de água que conseguem reunir energia suficiente para escapar do grande corpo de moléculas e escapar para o ar.

Isso pode ser explicado por meio de um gráfico que descreve a distribuição da velocidade entre as moléculas de água elaboradas por Maxwell e Boltzmann.

Como você provavelmente pode ver, há muitas de moléculas de água com energia cinética mais baixa do que com energia cinética mais alta. Aquelas que têm energia cinética mais alta são as que conseguem romper a superfície da água e se transformar em vapor.

Mesmo em baixas temperaturas, há algumas moléculas de água têm energia suficiente para escapar e é por isso que a evaporação na água pode ocorrer em qualquer temperatura e (sim, mesmo que a água esteja no gelo).

Quando a temperatura aumenta, há mais moléculas com maior energia cinética e, portanto, mais água pode evaporar.

Comentários

• @Kelpie Sim, eles ainda são $ \ ce {H2O} $. Quanto a saber se eles nunca estão separados ou não, eu diria que você precisará de muito mais energia para quebrar a ligação $ \ ce {H-O} $ apenas com aquecimento. No entanto, você pode ter uma reação em que a energia liberada é suficiente para superar a energia armazenada na ligação $ \ ce {HO} $.
• Uau, I ' Estou curioso para saber o que levou a alguns votos positivos repentinos lol. Obrigado pessoal!
• Embora você explique isso corretamente, seu gráfico é para moléculas na fase gasosa, não solução. Além disso, a abscissa está presumivelmente em joules / mole? A distribuição de Boltzmann $ exp (- \ Delta E / RT) $ é provavelmente mais apropriada, ela mostra o mesmo efeito, exceto em baixa energia.
• Lendo isso, não ' t parecem explicar como uma poça pode evaporar completamente, mesmo em temperaturas de congelamento. Extrapolando de " alguns " e " alguns " para " tudo " não ' descrito.
• @whatsisname Acho que não ' não adicionei isso porque essa não era a questão. É algo que você deseja perguntar ou é mais sobre algo que você acha que deveria ser adicionado à resposta?

Para adicionar à resposta de Jerry, a quantidade de evaporação da água também depende da pressão.

Na verdade, uma maneira de definir o ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica. Então, você pode na verdade, ferva a água em temperatura ambiente .