ينتج عن تفاعل طارد للحرارة طاقة حرارية. التكثيف هو العملية التي يتحول من خلالها بخار الماء إلى ماء سائل. يحدث هذا عادةً عندما تتلامس جزيئات بخار الماء مع جزيئات أكثر برودة. يؤدي هذا إلى فقدان جزيئات بخار الماء بعض الطاقة على شكل حرارة. بمجرد فقدان طاقة كافية ، يتغير بخار الماء حالته إلى سائل.
المحتوى الحراري وتغييرات المرحلة
يصف المحتوى الحراري التغير في طاقة النظام. في حالة الماء ، "النظام" هو الماء نفسه. عند الضغط المستمر ، يشير المحتوى الحراري إلى التغيرات في الحرارة. تتضمن العمليات الطاردة للحرارة تغيرًا سلبيًا في المحتوى الحراري ، أو فقدان الحرارة. عندما يتكثف بخار الماء إلى سائل ، فإنه يفقد الطاقة على شكل حرارة. لذلك ، هذه العملية طاردة للحرارة.
أين يخزن بخار الماء طاقته؟
توجد الطاقة داخل المركب بعدة طرق. يمكن أن تحتوي الجزيئات على كميات وأنواع مختلفة من الطاقة الحركية. تتجلى الطاقة الحركية الاهتزازية والدورانية عندما تنحني الجزيئات وتدور. الطاقة الحركية الانتقالية هي القوة التي تحرك الجزيء بأكمله. في السوائل والمواد الصلبة ، يمكن للجزيئات أيضًا أن تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل روابط بين الجزيئات. في الغاز ، يُفترض أن قوة هذه الروابط بين الجزيئات تساوي صفرًا. الطاقة في بخار الماء هي طاقة حركية انتقالية ، وهي تعتمد على درجة الحرارة. مع انخفاض درجة الحرارة ، تتبدد الطاقة الحركية في الحرارة. في النهاية ، تكون الروابط بين الجزيئات قوية بما يكفي لتغيير حالة بخار الماء إلى سائل.
ما مقدار الطاقة التي يفقدها بخار الماء؟
عندما تتحول مادة ما من سائل إلى غاز ، فإنها تتطلب طاقة تساوي المحتوى الحراري للتبخر. من أجل عكس هذه العملية ، سيعطي النظام هذا القدر من الطاقة. المحتوى الحراري للماء للتبخر هو حوالي 44 كيلوجول لكل مول عند 25 درجة مئوية. هذا يعني أن كل مول من الماء يحتاج إلى 44 كيلوجول ليتحول إلى بخار عند 25 درجة مئوية. هذا هو أيضًا مقدار الطاقة التي سيطلقها الماء عندما يتكثف عند درجة الحرارة هذه.
تنوي
يحتاج بخار الماء إلى موقع مادي لحدوث التكثيف. لن تتكثف جزيئات بخار الماء الفردية بدون جزيئات كبيرة بما يكفي يمكن أن تلتصق بها. من أجل توفير موقع للتكثيف ، يجب أن يكون الهواء مشبعًا ببخار الماء ويجب أن يحتوي على جزيئات أكبر فيه. يمكن أن تكون هذه الجسيمات الكبيرة معادن أو قطرات كبيرة بما فيه الكفاية. بمجرد أن يتلامس جزيء بخار الماء مع جزيء أكبر يعمل كموقع تنوي ، يمكن أن يطلق الحرارة ويتكثف في الماء السائل.