Tại sao nước lại bay hơi ở nhiệt độ phòng dù không bị đun nóng?

Điểm sôi của nước là ở nhiệt độ 100°C, do đó, để nước chuyển từ thể lỏng sang thể khí, nhiệt độ cần đạt ít nhất 100°C. Nhưng trên thực tế, trên trái đất của chúng ta, nước luôn bốc hơi trong môi trường nhiệt độ bình thường. Điều này được gọi là sự bay hơi. Ngay cả việc bạn lau nước lên sàn nhà hay để một cốc nước và sẽ thấy phần nước dần cũng bay hơi cho đến khô hết. Không chỉ nhiệt độ nóng, gió cũng đẩy nhanh hiện tượng này. Gió đuổi hơi nước làm bão hòa không khí ở gần bề mặt của nước, cho phép các phân tử nước bốc hơi để nhường chỗ cho các phân tử kế tiếp. Điều này có liên quan đến tính chất vật lý, hóa học của các phân tử nước và các liên kết hình thành giữa các phân tử này.

(Hình minh họa).

Các phân tử nước được tạo thành từ hai nguyên tử hydro (H2) và một nguyên tử oxy (O) liên kết với nhau. Nguyên tử oxy dễ dàng thu hút các electron về phía mình. Khi hai phân tử nước ở gần nhau, O tích điện âm một phần của phân tử này có xu hướng hút các nguyên tử H tích điện dương một phần của phân tử kia, tạo thành liên kết yếu gọi là liên kết hydro. Vì liên kết hydro yếu nên cần ít năng lượng hơn để phá vỡ chúng, đó là lý do tại sao nước vẫn có thể bốc hơi dù ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng.

(Hình minh họa).

Trong môi trường tự nhiên, các phân tử nước trong khối nước được sắp xếp thành từng lớp. Các phân tử ở lớp trên cùng chịu lực liên phân tử nhỏ hơn. Bởi vì các lực liên phân tử này (liên kết hydro) vốn yếu nên các phân tử trên cùng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời sẽ dễ dàng có đủ động năng để thoát vào khí quyển ở nhiệt độ phòng.

(Hình minh họa).

Nói cách khác, các phần tử nước tồn tại ở lớp mặt phân cách giữa nước và không khí. Trong nhiều trường hợp, lớp trên cùng của nước nhận đủ động năng từ nhiệt trong phòng sẽ thoát khỏi lực hấp dẫn phân tử lưỡng cực của các phân tử nước. Điều này chỉ đơn giản là do tính chất chuyển động ngẫu nhiên của phân tử. Việc này khiến cho lớp nước trên bề mặt bốc hơi rồi một lớp nước mới được thế chỗ. Quá trình này tiếp tục cho đến từng lớp nước cuối cùng lần lượt bốc hơi hết. Thật thú vị, ngược lại điều này cũng đúng với nước ở 0 ºC. Ở bề mặt phân cách, lớp nước phía trong sẽ kết tinh thành đá...

Tuy nhiên, không phải lúc nào nước cũng bay hơi ở nhiệt độ phòng. Khi độ ẩm của môi trường đạt mức bão hòa và khí quyển không thể chứa thêm hơi nước thì quá trình bay hơi sẽ dừng lại. Hiện tượng này khiến xảy ra việc sàn nhà đổ mồ hôi, ẩm.