Šķidrumā molekulas atrodas cieši cita pie citas un savstarpēji mijiedarbojas, noturot cita citu šķidrumā un neļaujot aizlidot prom. Tomēr, kā noskaidrojām sadaļā par šķidrumu īpašībām, šķidruma virsmas tuvumā esošās molekulas ir pakļautas īpašiem apstākļiem, jo tās kaimiņu molekulas ieskauj tikai no vienas puses, tādēļ tām ir jāpārvar mazāks mijiedarbības spēks, lai izrautos no šķidruma. Tas ik pa laikam arī notiek, un dažas molekulas, pārvarot savstarpējās mijiedarbības spēku, aizlido no šķidruma (1. att. a). Tā veidojas šķidruma tvaiki, un šo procesu sauc par iztvaikošanu. Iztvaikošana notiek jebkurā temperatūrā, tādēļ virs šķidruma vienmēr ir šķidruma tvaiki. Notiek arī iztvaikošanai pretējs process, kad virs šķidruma esošās molekulas atgriežas šķidrumā. Šo procesu sauc par kondensāciju.
1.att. Šķidrumu iztvaikošana (a) un kondensēšanās (b)
Šķidruma iztvaikošana un kondensācija norit vienlaicīgi, bet šiem procesiem var būt atšķirīgi ātrumi. Ja šķidrumu, piemēram, ūdeni atstāj vaļējā traukā (2. att. a), tad pēc kāda laika ūdens no trauka pamazām “pazūd”, jo iztvaikošana ņem virsroku pār kondensāciju un ūdens pārvēršas tvaikā. Ja trauku ar šķidrumu noslēdz (2. att. b), tad šķidruma tvaiks uzkrājas trauka tilpumā, tādā veidā palielinot kondensācijas ātrumu. Pēc kāda laika iestājas dinamisks līdzsvars starp iztvaikošanu un kondesāciju jeb noteiktā laika momentā šķidrumu atstāj tikpat daudz molekulu, cik tajā atgriežas. Tvaiku, kas pakļauts šādam līdzsvaram, sauc par piesātinātu tvaiku. Vaļēja trauka (2. att. a) gadījumā, kad iztvaikošana noritēja ātrāk par kondensāciju, tvaiku sauc par nepiesātinātu tvaiku.
2.att. Tvaika veidošanās nenoslēgtā (a) un noslēgtā (b) traukā
Šķidruma iztvaikošana noris jebkurā temperatūrā, tomēr katram šķidrumam ir temperatūra, pie kuras tas sāk pastiprināti iztvaikot, un mēs sakām, ka šķidrums ir sācis vārīties, jo ir sasniegta vārīšanās temperatūra. Šķidruma vārīšanās ir speciāls iztvaikošanas veids. Piemēram, ja uz elektriskās plīts noliek katliņu ar ūdeni, tad, arī neieslēdzot plīti, laika gaitā viss ūdens no katliņa iztvaikos; bet, ja mēs elektrisko plīti ieslēdzam un ūdeni uzsildām līdz vārīšanās temperatūrai un turpinām to vārīt, tad viss ūdens no katliņa iztvaiko krietni ātrāk. Dažādiem šķidrumiem ir dažāda vārīšanās temperatūra (3. att.).
3.att. Dažādu šķidrumu vārīšanās temperatūras
Lai šķidruma molekulas izrautos no šķidruma un kļūtu par tvaiku, ir nepieciešama enerģija. Tā kā vārīšanās procesā iztvaikošanas notiek pastiprināti, tam ir nepieciešama krietna deva enerģijas, kas tiek pievadīta šķidrumam, to sildot. 4. attēlā redzams, kā mainās šķidruma temperatūra sildīšanas procesā. Kamēr šķidrums nav sasniedzis vārīšanās punktu, tā temperatūra pieaug pakāpeniski. Sasniedzot vārīšanās temperatūru, tā nemainās, līdz viss šķidrums ir iztvaikojis. Tas ir tādēļ, ka vārīšanās procesā tvaika un šķidruma temperatūras ir vienādas. Ja sildīšana turpinās arī pēc tam, kad viss šķidrums ir iztvaikojis, tad temperatūra atkal pieaug, jo uzsilst šķidruma tvaiks. Siltuma daudzumu Q, kas nepieciešams šķidruma pārvēršanai tvaikā, nosaka šķidruma masa m un īpatnējais iztvaikošanas siltums L, proti, Q = Lm. Dažādu šķidrumu īpatnējie iztvaikošanas siltumi apskatīti sadaļā par Siltuma daudzumu.
4.att. Šķidruma temperatūras maiņa sildīšanas procesā
Zeme ir ūdeņiem bagāta planēta. Ūdens nemitīgi iztvaiko gan no upēm, gan ezeriem, gan jūrām, okeāniem un citām ūdens krātuvēm, nonākot atmosfērā. Mēs šo ūdens tvaiku sajūtam kā gaisa mitrumu. Gaisa mitrumu var raksturot ar dažādiem lielumiem. Viens no tiem ir absolūtais gaisa mitrums a, kas raksturo to, cik liela ūdens tvaika masa atrodas 1 m3gaisa. Absolūto gaisa mitrumu aprēķina pēc formulas a = m : V, kur m ir ūdens tvaika masa, bet V ir apskatītais gaisa tilpums(5. att.). Absolūtajam gaisa mitrumam ir noteikta maksimāla vērtība, kas ir atkarīga no temperatūras, piemēram, pie temperatūras t = 20 ⁰C gaiss (1 m3gaisa) maksimāli var saturēt 17,6 g ūdens. Absolūtā mitruma mērvienība ir g : m3.
5.att. Gaisa absolūtais mitrums
Gaisa mitruma raksturošanai var lietot relatīvo gaisa mitrumu. Katra atmosfēras gāze rada savu spiedienu, ko sauc par parciālspiedienu. Ja visu atmosfēras gāzu parciālspiedienus saskaita kopā, tad iegūst atmosfēras spiedienu. Arī ūdens tvaikam ir savs parciālspiediens p. Ja šo parciālspiedienu izdala ar maksimāli iespējamo ūdens tvaika spiedienu p0, tad iegūst gaisa relatīvo mitrumu φ = p : p0.
6. attēlā ir ilustrēts relatīvais gaisa mitrums. Ar zilu krāsu ir atzīmēts ūdens tvaika parciālspiediens, bet ar dzelteno krāsu maksimāli iespējamais ūdens tvaika spiediens. Pieaugot temperatūrai, pieaug maksimāli iespējamais ūdens tvaika spiediens, tādēļ, ja ūdens tvaika spiediens nemainās, tad relatīvais mitrums samazinās. Relatīvo mitrumu parasti izsaka procentos φ = p : p0. 100%.
Apskaties pārbaudītu Wikipedia.org rakstu par gaisa mitrumu!
6.att. Gaisa relatīvais mitrums
