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水が冷たいグラスに凝縮する理由を理解するには、水に関するいくつかの基本的な特性を知る必要があります。水は、液相、固体相、気相の間で交互に変化し、相水はいつでも温度に大きく依存します。 U.S. Geological SurveysのWebサイトによると、気相に蒸発する水分子は熱エネルギーを吸収しているため、これらのエネルギー分子は遠く離れています。凝縮は蒸発の反対です。水分子が熱エネルギーを失い、一緒にくっつき始めて水を気体から液体に戻すプロセス。
露点
USGSによると、水は常に蒸発および凝縮しています。蒸発速度が凝縮速度を超える限り、水分子は液体を形成するのに十分な長さでくっつきません。凝縮速度が蒸発速度を超えると、分子がくっつき始め、液体の水が得られます。凝縮速度が蒸発速度を超える温度ポイントは、露点と呼ばれます。
露点が異なる
露点は、空気の温度に応じて変化し、相対湿度の計算に使用できます。相対湿度は、空気中の水分量を、運搬できる総量と比較したものです。熱い空気は蒸発速度を高め、熱い空気は冷たい空気よりも多くの水蒸気を保持できるため、夏の暑い日はしばしば蒸し暑い感じがします。しかし、空気が保持できる水蒸気の量には上限があります。空気が水蒸気の最大収容能力に近づくと、蒸発速度は凝縮速度と比較して遅くなります。
グラスを持ち込む
水は露点以下の温度の表面に液体として凝縮します。冷たいガラスの表面温度が露点の表面温度より低い場合、水が凝縮します。まったく同じ一連のイベントにより、植物の葉に結露が発生します。
水、どこでも水
USGSによると、水蒸気は常に完全に晴れた日でも空気中に存在します。気象条件によっては、太陽によって加熱された空気が上向きに上昇し、水蒸気が大気のより低い上層に押し出されます。空気が冷えると、蒸発速度は凝縮速度よりも遅くなります。その結果、水分子は塵、塩、煙の小さな空中浮遊粒子の周りに凝縮し、より多くの水分子を集めて成長する小さな液滴を形成します。
雲と雨
最終的に、水滴は、見ることができる雲を形成するのに十分大きくなります。雲の底の近くにあるいくつかの液滴は、空中にとどまることができなくなるほど大きくなる場合があります。それらは合体して雨滴となり、地面に落ちます。雲は何トンもの重さがあるかもしれませんが、その質量は広大な空間に広がっており、その密度（体積の単位あたりの重量）が非常に低いため、雲を形成した上昇気流が空を高く保つことができます。