Hơi nước là trạng thái khí của nước. Nó là một trong những pha của nước trong thủy quyển. Hơi nước sinh ra từ quá trình bay hơi hoặc sôi của nước lỏng hoặc từ thăng hoa của băng. Không như những trạng thái khác của nước, hơi nước là trong suốt, không nhìn thấy được.[4] Dưới điều kiện khí quyển điển hình, hơi nước liên tục sinh ra từ sự bay hơi hay ngưng tụ thành nước. Nó nhẹ hơn không khí và kích hoạt những dòng đối lưu dẫn đến hình thành các đám mây.
Là một thành phần của thủy quyển và chu trình thủy văn của Trái đất, hơi nước có nhiều trong bầu khí quyển của Trái đất, nơi nó hoạt động như một khí nhà kính mạnh nhất, mạnh hơn các khí khác như carbon dioxide và methane. Sử dụng hơi nước, như hơi nước, rất quan trọng để nấu ăn, và là một thành phần chính trong hệ thống sản xuất và vận chuyển năng lượng kể từ cuộc cách mạng công nghiệp.
Hơi nước là một thành phần khí quyển tương đối thông dụng, xuất hiện ngay cả trong khí quyển Mặt Trời cũng như mọi hành tinh trong Hệ Mặt Trời và nhiều vật thể thiên văn gồm có vệ tinh tự nhiên, sao chổi và thậm chí còn cả những tiểu hành tinh lớn. Tương tự như vậy, việc phát hiện hơi nước ngoài hệ mặt trời sẽ cho thấy sự phân bổ tương tự như trong những hệ hành tinh khác. Hơi nước có ý nghĩa ở chỗ nó hoàn toàn có thể là vật chứng gián tiếp tương hỗ sự hiện hữu của nước lỏng ngoài Trái đất trong trường hợp của 1 số ít vật thể khối lượng cỡ hành tinh .
Bất cứ khi nào một phân tử nước rời khỏi bề mặt và khuếch tán vào một chất khí xung quanh, nó được cho là đã bay hơi. Mỗi phân tử nước chuyển đổi giữa trạng thái liên kết nhiều hơn (lỏng) và trạng thái ít liên kết hơn (hơi / khí) sẽ thực hiện thông qua sự hấp thụ hoặc giải phóng động năng. Phép đo tổng hợp của sự truyền động năng này được định nghĩa là nhiệt năng và chỉ xảy ra khi có sự khác biệt về nhiệt độ của các phân tử nước. Nước lỏng trở thành hơi nước sẽ mang theo một lượng nhiệt, trong một quá trình gọi là làm mát bay hơi.[5] Lượng hơi nước trong không khí quyết định tần suất các phân tử quay trở lại bề mặt. Khi xảy ra hiện tượng bốc hơi ròng, phần nước sẽ trải qua quá trình làm mát thực liên quan trực tiếp đến việc mất nước.
Tại Hoa Kỳ, Cơ quan Thời tiết Quốc gia đo vận tốc bốc hơi thực tiễn từ một bề mặt nước mở ” chảo ” được tiêu chuẩn hóa ngoài trời, tại những khu vực khác nhau trên toàn nước. Những người khác cũng làm như vậy trên khắp quốc tế. Dữ liệu của Hoa Kỳ được tích lũy và tổng hợp thành map bốc hơi hàng năm. [ 6 ] Các phép đo nằm trong khoảng chừng từ dưới 30 đến hơn 120 inch mỗi năm. Các công thức hoàn toàn có thể được sử dụng để tính vận tốc bay hơi từ bề mặt nước như hồ bơi. [ 7 ] [ 8 ] Ở 1 số ít vương quốc, vận tốc bay hơi của nước vượt xa vận tốc kết tủa .Làm mát bay hơi bị hạn chế bởi những điều kiện kèm theo khí quyển. Độ ẩm là lượng hơi nước trong không khí. Hàm lượng hơi của không khí được đo bằng những thiết bị được gọi là ẩm kế. Các phép đo thường được bộc lộ bằng độ ẩm đơn cử hoặc độ ẩm tương đối Phần Trăm. Nhiệt độ của khí quyển và bề mặt nước xác lập áp suất hơi cân đối ; Độ ẩm tương đối 100 % xảy ra khi áp suất riêng phần của hơi nước bằng áp suất hơi cân đối. Điều kiện này thường được gọi là bão hòa trọn vẹn. Độ ẩm xê dịch từ 0 gam trên mét khối trong không khí khô đến 30 gam trên mét khối ( 0,03 oz trên foot khối ) khi hơi bão hòa ở 30 °C. [ 9 ]
Thăng hoa là quy trình những phân tử nước trực tiếp rời khỏi mặt phẳng của băng mà không trở thành nước lỏng. Sự thăng hoa là nguyên do dẫn đến sự biến mất chậm giữa mùa đông của băng và tuyết ở nhiệt độ quá thấp để gây tan chảy. Nam Cực cho thấy hiệu ứng này ở một mức độ độc lạ vì cho đến nay nó là lục địa có tỷ suất mưa thấp nhất trên Trái đất. Kết quả là, có những khu vực to lớn nơi những lớp tuyết hàng nghìn năm tuổi đã thăng hoa, để lại bất kể vật tư không bay hơi nào mà chúng tiềm ẩn. Điều này cực kỳ có giá trị so với 1 số ít ngành khoa học, một ví dụ ấn tượng là việc tích lũy những thiên thạch còn lại trên bề mặt Trái Đất với số lượng vô cùng nhiều và ở trạng thái dữ gìn và bảo vệ tuyệt vời .
Sự thăng hoa rất quan trọng trong việc chuẩn bị một số lớp mẫu vật sinh học để quét kính hiển vi điện tử. Thông thường, các mẫu vật được chuẩn bị bằng phương pháp đông lạnh và đứt gãy đông lạnh, sau đó bề mặt vỡ được khắc bằng đông lạnh, bị ăn mòn khi tiếp xúc với chân không cho đến khi nó hiển thị mức độ chi tiết cần thiết. Kỹ thuật này có thể hiển thị các phân tử protein, cấu trúc bào quan và lớp kép lipid với mức độ biến dạng rất thấp.
Hơi nước sẽ chỉ ngưng tụ trên bề mặt khác khi mặt phẳng đó mát hơn nhiệt độ điểm sương, hoặc khi vượt quá trạng thái cân đối hơi nước trong không khí. Khi hơi nước ngưng tụ trên một mặt phẳng, mặt phẳng đó sẽ xảy ra hiện tượng kỳ lạ nóng lên. Phân tử nước mang theo nhiệt năng. Đến lượt mình, nhiệt độ của khí quyển giảm nhẹ. [ 10 ] Trong khí quyển, sự ngưng tụ tạo ra mây, sương mù và lượng mưa ( thường chỉ khi được tạo điều kiện kèm theo bởi những hạt nhân ngưng tụ mây ). Điểm sương của một lô không khí là nhiệt độ mà nó phải nguội trước khi hơi nước trong không khí mở màn ngưng tụ. Sự ngưng tụ trong khí quyển tạo thành những giọt mây .Ngoài ra, sự ngưng tụ thực của hơi nước xảy ra trên những mặt phẳng khi nhiệt độ của bề mặt bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ điểm sương của khí quyển. Sự ngưng kết là một quy trình chuyển pha tách biệt với sự ngưng tụ dẫn đến sự hình thành nước đá trực tiếp từ hơi nước. Băng giá và tuyết là những ví dụ về sự ngưng kết .
Có một số cơ chế làm mát xảy ra hiện tượng ngưng tụ: 1) Mất nhiệt trực tiếp bằng dẫn truyền hoặc bức xạ. 2) Làm mát do giảm áp suất không khí xảy ra khi không khí nâng lên, còn được gọi là làm mát đoạn nhiệt. Không khí có thể được nâng lên bởi các ngọn núi, làm lệch hướng không khí lên trên, bằng đối lưu, và bởi các mặt trước lạnh và ấm. 3) Làm mát hoạt tính – làm mát do chuyển động ngang của không khí.
Phản ứng hoá học[sửa|sửa mã nguồn]
Một số phản ứng hóa học tạo thành nước như thể một loại sản phẩm. Nếu những phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn điểm sương của không khí xung quanh, nước sẽ được hình thành ở dạng hơi và làm tăng nhiệt độ cục bộ, nếu dưới điểm sương sẽ xảy ra hiện tượng kỳ lạ ngưng tụ cục bộ. Các phản ứng nổi bật dẫn đến hình thành nước là đốt cháy hydro hoặc hydrocarbon trong không khí hoặc hỗn hợp khí có chứa oxy khác, hoặc là hiệu quả của phản ứng với chất oxy hóa .Theo cách tương tự như, những phản ứng hóa học hoặc vật lý khác hoàn toàn có thể diễn ra khi có hơi nước dẫn đến hình thành những hóa chất mới như gỉ sắt hoặc thép, xảy ra quy trình trùng hợp ( một số ít bọt polyurethane và keo cyanoacrylate phản ứng khi tiếp xúc với nhiệt độ không khí ) hoặc những dạng biến hóa ví dụ điển hình như trong đó hóa chất khan hoàn toàn có thể hấp thụ đủ hơi để tạo thành cấu trúc tinh thể hoặc làm đổi khác cấu trúc hiện có, nhiều lúc dẫn đến biến hóa sắc tố đặc trưng hoàn toàn có thể được sử dụng để giám sát .
Việc đo lượng hơi nước trong môi trường tự nhiên hoàn toàn có thể được thực thi trực tiếp hoặc từ xa với những mức độ đúng chuẩn khác nhau. Các chiêu thức từ xa như vậy hoàn toàn có thể hấp thụ nguồn năng lượng điện từ của những vệ tinh trên bầu khí quyển hành tinh. Phương pháp trực tiếp hoàn toàn có thể sử dụng đầu dò điện tử, nhiệt kế được làm ẩm hoặc vật tư hút ẩm để đo những biến hóa về đặc thù vật lý hoặc size .
