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Um zu verstehen, warum Wasser auf einem kalten Trinkglas kondensiert, müssen Sie einige grundlegende Eigenschaften von Wasser kennen. Wasser wechselt zwischen flüssiger, fester und gasförmiger Phase und die Phase, in der sich Wasser befindet, hängt stark von der Temperatur ab. Laut der Website von U.S. Geological Surveys haben Wassermoleküle, die in die Gasphase verdampfen, Wärmeenergie absorbiert, und diese energetischen Moleküle bleiben daher weit voneinander entfernt. Kondensation ist das Gegenteil von Verdunstung. Dies ist der Prozess, bei dem Wassermoleküle Wärmeenergie verlieren und zusammenkleben, um das Wasser von einem Gas zurück in eine Flüssigkeit zu verwandeln.
Der Taupunkt
Wasser verdunstet immer und kondensiert, merkt der USGS an. Solange die Verdunstungsrate die Kondensationsrate überschreitet, können die Wassermoleküle nicht lange genug zusammenkleben, um Flüssigkeit zu bilden. Wenn die Kondensationsrate die Verdampfungsrate überschreitet, beginnen die Moleküle zusammenzukleben und Sie erhalten flüssiges Wasser. Der Temperaturpunkt, ab dem die Kondensationsrate die Verdampfungsrate überschreitet, wird als Taupunkt bezeichnet.
Taupunkt variiert
Der Taupunkt variiert in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und kann zur Berechnung der relativen Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Dabei handelt es sich um die Feuchtigkeitsmenge, die sich derzeit in der Luft befindet, im Vergleich zur Gesamtmenge, die sie aufnehmen kann. Heiße Luft erhöht die Verdunstungsrate, und heiße Luft kann mehr Wasserdampf als kalte Luft speichern, weshalb sich heiße Sommertage oft so schwül anfühlen. Es gibt jedoch eine Obergrenze dafür, wie viel Wasserdampf die Luft aufnehmen kann. Wenn sich die Luft ihrer maximalen Wasserdampfkapazität nähert, verlangsamt sich die Verdunstungsrate im Vergleich zur Kondensationsrate.
Bring dein Glas herein
Wasser kondensiert als Flüssigkeit auf jeder Oberfläche, deren Temperatur unter dem Taupunkt liegt. Wenn die Oberflächentemperatur Ihres kalten Glases unter der des Taupunkts liegt, kondensiert Wasser darauf. Die genau gleiche Abfolge von Ereignissen führt dazu, dass sich auf Pflanzenblättern Tautropfen bilden.
Wasser, überall Wasser
Auch an klaren Tagen ist immer Wasserdampf in der Luft vorhanden, merkt der USGS an. Abhängig von den Wetterbedingungen steigt die von der Sonne erwärmte Luft nach oben und drückt Wasserdampf in die kühleren oberen Schichten der Atmosphäre. Die kühlere Luft verlangsamt die Verdunstungsrate bis zu einem Punkt, an dem sie geringer ist als die Kondensationsrate. Infolgedessen kondensieren die Wassermoleküle um winzige Staub-, Salz- und Rauchpartikel in der Luft und bilden winzige Tröpfchen, die durch das Sammeln weiterer Wassermoleküle wachsen.
Wolken und Regen
Schließlich werden die Tröpfchen groß genug, um Wolken zu bilden, die Sie sehen können. Einige der Tröpfchen am Boden einer Wolke können so groß werden, dass sie nicht mehr in der Luft bleiben können. Sie verschmelzen zu Regentropfen, die auf den Boden fallen. Obwohl eine Wolke viele Tonnen wiegen kann, ist ihre Masse über ein riesiges Raumvolumen verteilt, wodurch ihre Dichte (Gewicht pro Volumeneinheit) so gering ist, dass die aufsteigende Luft, die die Wolke gebildet hat, sie in der Luft halten kann.