Egzotermna reakcija odaje toplinsku energiju. Kondenzacija je postupak kojim se vodena para pretvara u tekuću vodu. To se obično događa kada molekule vodene pare dođu u kontakt s hladnijim molekulama. To uzrokuje da molekule vodene pare gube dio energije kao toplina. Kad se izgubi dovoljno energije, vodena para mijenja stanje u tekućinu.
Entalpija i fazne promjene
Enthalpija opisuje promjenu energije sustava. U slučaju vode, "sustav" je sama voda. Pod stalnim tlakom, entalpija se odnosi na promjene topline. Egzotermni procesi uključuju negativnu promjenu entalpije ili gubitak topline. Kako se vodena para kondenzira u tekućinu, ona gubi energiju u obliku topline. Stoga je ovaj proces egzotermičan.
Gdje vodena para skladišti svoju energiju?
Energija postoji u spoju na više načina. Molekule mogu imati različite količine i vrste kinetičke energije. Kinetička energija vibracija i rotacija očituje se kada se molekule savijaju i okreću. Translacijska kinetička energija sila je koja pokreće cijelu molekulu. U tekućinama i krutim tvarima molekule također mogu međusobno komunicirati stvarajući intermolekularne veze. U plinu se pretpostavlja da je sila ovih intermolekularnih veza jednaka nuli. Energija u vodenoj pari translacijska je kinetička energija i ovisi o temperaturi. Kako se temperatura smanjuje, kinetička se energija rasipa u toplini. Na kraju su međumolekularne veze dovoljno jake da promijene stanje vodene pare u tekuće.
Koliko energije gubi vodena para?
Kada se tvar pretvori iz tekućine u plin, potrebna joj je energija jednaka entalpiji isparavanja. Da bi se taj proces preokrenuo, sustav će dati toliko energije. Entalpija isparavanja vode iznosi otprilike 44 kilodžula po molu na 25 stupnjeva Celzija. To znači da je za svaki mol vode potrebno 44 kilodžula da bi se pretvorio u paru na 25 Celzijevih stupnjeva. To je ujedno i količina energije koju će voda dati kad se kondenzira na toj temperaturi.
Nukleacija
Vodenoj pari treba fizičko mjesto da bi došlo do kondenzacije. Pojedine molekule vodene pare neće se kondenzirati bez dovoljno velikih čestica na koje se mogu vezati. Da bi se osiguralo mjesto za kondenzaciju, zrak mora biti zasićen vodenom parom i u sebi mora imati veće čestice. Te veće čestice mogu biti minerali ili dovoljno velike kapljice. Jednom kada molekula vodene pare dođe u kontakt s većom molekulom koja služi kao mjesto nukleacije, ona može osloboditi toplinu i kondenzirati se u tekuću vodu.