Om moleculen van een vloeistof te laten verdampen, moeten ze zich dicht bij het oppervlak bevinden, moeten ze in de juiste richting bewegen en moeten ze voldoende kinetische energie hebben om de intermoleculaire krachten in de vloeistoffase te overwinnen. Wanneer slechts een klein deel van de moleculen aan deze criteria voldoet, is de verdampingssnelheid laag. Aangezien de kinetische energie van een molecuul evenredig is met zijn temperatuur, verloopt de verdamping sneller bij hogere temperaturen. Naarmate de sneller bewegende moleculen ontsnappen, hebben de resterende moleculen een lagere gemiddelde kinetische energie, en daalt de temperatuur van de vloeistof. Dit verschijnsel wordt ook verdampingskoeling genoemd. Dit is de reden waarom verdampend zweet het menselijk lichaam afkoelt.Verdamping heeft ook de neiging sneller te gaan bij hogere stroomsnelheden tussen de gasfase en de vloeistoffase en in vloeistoffen met een hogere dampdruk. Zo zal bijvoorbeeld wasgoed aan de waslijn op een winderige dag sneller drogen (door verdamping) dan op een windstille dag. Drie sleutelelementen bij verdamping zijn warmte, atmosferische druk (die het vochtigheidspercentage bepaalt), en luchtbeweging.
Op moleculair niveau is er geen strikte grens tussen de vloeibare fase en de dampfase. In plaats daarvan is er een Knudsen-laag, waarin de fase onbepaald is. Omdat deze laag slechts enkele moleculen dik is, is op macroscopische schaal geen duidelijk grensvlak van de faseovergang te zien.
Liquids die bij een gegeven temperatuur in een bepaald gas niet zichtbaar verdampen (b.v. bakolie bij kamertemperatuur) hebben moleculen die niet de neiging hebben energie aan elkaar over te dragen in een patroon dat voldoende is om een molecuul vaak de warmte-energie te geven die nodig is om in damp over te gaan. Deze vloeistoffen verdampen echter wel. Het proces verloopt alleen veel langzamer en is dus aanzienlijk minder zichtbaar.
Evaporatief evenwicht
Als de verdamping in een afgesloten ruimte plaatsvindt, hopen de ontsnappende moleculen zich op als een damp boven de vloeistof. Veel van de moleculen keren terug naar de vloeistof, waarbij het aantal terugkerende moleculen toeneemt naarmate de dichtheid en de druk van de damp toenemen. Wanneer het proces van ontsnappen en terugkeren een evenwicht heeft bereikt, wordt gezegd dat de damp “verzadigd” is en dat er geen verdere verandering in de dampdruk en dichtheid of in de temperatuur van de vloeistof zal optreden. Voor een systeem bestaande uit damp en vloeistof van een zuivere stof is deze evenwichtstoestand direct gerelateerd aan de dampspanning van de stof, zoals gegeven door de Clausius-Clapeyron relatie:
ln ( P 2 P 1 ) = – Δ H v a p R ( 1 T 2 – 1 T 1 ) {displaystyle \ln \left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}}right)=-{\frac {\Delta H_{vap}}{R}}}left({\frac {1}{T_{2}}}-{\frac {1}{T_{1}}}}right)}
waarin P1, P2 de dampdrukken zijn bij respectievelijk temperatuur T1, T2, ΔHvap de enthalpie van verdamping, en R de universele gasconstante. De verdampingssnelheid in een open systeem is gerelateerd aan de dampspanning in een gesloten systeem. Als een vloeistof wordt verwarmd, zal de vloeistof koken wanneer de dampdruk de omgevingsdruk bereikt.
Het vermogen van een molecuul van een vloeistof om te verdampen is grotendeels gebaseerd op de hoeveelheid kinetische energie die een individueel deeltje kan bezitten. Zelfs bij lagere temperaturen kunnen afzonderlijke moleculen van een vloeistof verdampen als zij meer dan de minimale hoeveelheid kinetische energie bezitten die voor verdamping is vereist.