Verdunstung (einfach)

Wasser kommt in unserer Atmosphäre in allen drei Zuständen (fest, flüssig und gasförmig) vor. Als Verdunstung bezeichnet man den Übergang von Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand bei Temperaturen unter dem Siedepunkt. Der Grund dafür, dass Wasser ohne zu kochen in den gasförmigen Zustand übergehen kann, liegt in der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Wassermoleküle. Die meisten Moleküle bewegen sich eher langsam. Einige wenige sind aber so schnell, dass sie die Anziehungskraft der anderen Wassermoleküle überwinden und durch die Wasseroberfläche in die Luft eintreten können. Dadurch dass die schnelleren Moleküle das Wasser verlassen sinkt die mittlere Geschwindigkeit der Moleküle und damit ihre Bewegungsenergie. Das Wasser wird kälter. Wir Menschen können diese Abkühlung beim Schwitzen beobachten. Hierbei verdunstet Wasser auf unserer Haut und kühlt sie dadurch ab.

Die Dichte von Wasserdampf in Luft bei Sättigung als Funktion der Temperatur

Die Verdunstung hängt neben dem Vorhandensein von Wasser hauptsächlich von folgenden Faktoren:

• Temperatur: Wenn es wärmer wird, haben die Wassermoleküle mehr Energie. Es gibt dann also mehr Moleküle die schnell genug sind um das Wasser zu verlassen. Allerdings wächst die Verdunstungsrate nicht gleichermaßen (linear) mit der Temperatur, wie man an der gekrümmten Kurve in der Abbildung rechts erkennen kann. Pro 10°C Erwärmung verdoppelt sich ungefähr der Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre. Sind 100°C erreicht, siedet das Wasser und wird vollständig zu Wasserdampf.
• Sonnenstrahlung: Die Sonnenstrahlung hat einen direkten Einfluss auf die Temperatur und somit auf die Verdunstung. An einem sonnigen Tag trocknet Wäsche beispielsweise viel schneller als an einem bewölkten Tag ohne Sonnenschein.
• Luftfeuchtigkeit: Wenn die Luft über der Wasseroberfläche feuchter ist, ist es schwerer für Moleküle das Wasser zu verlassen. Ist die Luft bereits gesättigt, beträgt die relative Feuchte also 100%, kann keine Verdunstung mehr stattfinden.
• Windgeschwindigkeit: Durch Luftbewegung wird immer wieder neue trockenere Luft zur Wasseroberfläche gebracht. Bei stärkerem Wind vollzieht sich der Wechsel der Luftmassen schneller, so dass mehr Wasser verdunsten kann.

Verdunstung kann an der Oberfläche von Wasserkörpern und Böden stattfinden; man spricht dann von Evaporation. Sie kann aber auch an der Oberfläche von Pflanzen auftreten hierbei spricht man von Transpiration. Beides zusammengefasst wird Evapotranspiration genannt. Der Übergang von Eis oder Schnee zu Wasserdampf wird als Sublimation bezeichnet.

Im Wasserkreislauf spielt die Verdunstung eine wichtige Rolle. Außerdem ist die Verdunstung für den Energietransport in unserer Atmosphäre wichtig. Damit Wasser verdunsten kann, muss eine gewisse Menge an Energie aufgebracht werden. Diese Energie wird in den verdunsteten Molekülen gespeichert und bei deren Kondensation wieder freigesetzt.