Kall vattenånga?

Det är inte vattenånga som sprutas ut. Vattenånga går inte att se, utan det som du ser är helt enkelt ett moln av vatten. Luftfuktaren sprutar ut vatten i väldigt fina droppar (Som du tolkar som vattenånga) för att de ska kunna evaporeras naturligt någon halv meter ut i luften.

Vattenånga är ett annat namn (trivialnamn om man så vill) på vatten i gasfas. Ånga är helt transparent och därmed osynligt. Verkar ju logiskt med tanke på att det är hyfsat transparent även som flytande och fast. Det många kallar ånga, det vill säga de vita molnen som stiger från kokande vatten och de vita molnen uppe i himlen, är inte ånga utan väldigt små vattendroppar. Du kan se att ånga är färglöst om du tittar på bubblorna i en kastrull kokande vatten. De är ju helt transparenta och de består av ren ånga.

Så varför blir det massa droppar då? Jo när ångan stiger upp så svalnar den snabbt i luften. Då slår sig vattenmolekylerna ihop igen och bildar små små droppar.

Det ska även tilläggas att vi faktiskt har en viss mängd vatten i luften omkring oss hela tiden. Vid 20 grader och 70 % relativ luftfuktighet har vi ungefär 1 mass-% vatten i luften. Så ungefär 10 gram vatten per kubikmeter luft. Fast det beror kraftigt på temperatur och relativ luftfuktighet. Det är vatten som är löst i luften så rent tekniskt behöver vi inte ha temperaturer över 100 grader för att få gasformigt vatten. Det är rätt lätt att resonera sig fram till eftersom vi vet intuitivt att vatten dunstar. Hänger du upp en fuktig handduk kommer den torka förr eller senare. Det beror på att vatten spontant övergår från flytande i handduken till gas till luften. Du kan till och med torka en handduk när det är minusgrader ute. Testa det någon gång. Först kommer den blöta handduken bli stel då den fryser men efter ett tag när den torkat så börjar den fladdra i vinden igen.

Så hur hänger det ihop om vatten måste vara 100 grader för att övergå från flytande till gas? Nu får vi börja gräva ner oss lite i termodynamik och kemi. Vi börjar med att snabbt konstatera att temperatur är ett mått på medelvärdet av den kinetiska energin hos atomerna och molekylerna i ett ämne. Högre temperatur betyder att vattenmolekylerna rör sig mer. De hålls dock ihop av intermolekylära krafter. I fallet vatten så har vi något som kallas vätebindningar som är en relativt stark bindning som uppstår mellan vätet i vattenmolekylen (H₂O) och syret i närliggande vattenmolekyler. Tittar vi på en annan molekyl, nämligen koldioxid (CO₂) så är den ju en gas vid normala temperaturer och tryck. Det beror på att den inte har några starka intermolekylära krafter. Det finns syre men inget väte att binda till.

Vad har det med saken att göra då? Jo du kan tänka dig att vattenmolekylerna är som massa magneter i en burk. Ju starkare magneter, ju hårdare sitter de ihop. I sammanhanget är koldioxid väldigt klena magneter och rent väte är mer eller mindre bara stålkulor som inte alls vill hänga ihop. Därför har väte en kokpunkt på ​−252.879 ^oC. Så starka magneter är jobbiga att få isär. Det krävs alltså mer energi att få isär dem. Ser du kopplingen nu? Högre temperatur betyder att magneterna skakar runt mer och skakar du tillräckligt hårt kommer några börja hoppa loss från klumpen och flyga iväg. Vi har fått en gas av små magneter (bildligt talat nu alltså).

En viktig detalj här är att temperaturen är ett medelvärde. Det betyder alltså att det finns molekyler som har mer energi än andra. Vissa har alltså tillräckligt med energi för att smita iväg även om de allra flesta inte har det. Vattenmolekylerna kan även stjäla energi från omgivningen för att sticka. Det är en mätbar effekt och om du tar och lindar en fuktig trasa runt en termometer så kan du se att temperaturen sjunker något. Det är inte så tydligt med vatten men syns mer med alkohol. Det är därför du blir kall om händerna av handsprit. Andra väldigt flyktiga vätskor kan blir riktigt kalla. En trasa med dimetyleter (det som oftast bara kallas eter, alltså det man förr hade som bedövningsmedel på sjukhus) så kan man nå minusgrader. Nu försvann jag iväg på en tangent igen. Nu vet vi i alla fall varför vatten dunstar.

Hoppas det här blev någorlunda tydligt. Det är inte helt lätt att sammanfatta kemiska och termodynamiska koncept utan att veta vilken nivå man ska lägga det på och utan att gå igenom en väldig massa teori. Notera att det här är en förenklad bild av verkligheten för ingen orkar läsa en djupare beskrivning.

Svaret är väldigt enkelt. Det är inte ånga utan små små vattendroppar/iskristaller.