Öntsön egy jéghideg italt egy pohárba egy forró nyári napon, és hamarosan vízcseppek keletkeznek a pohár külsején. Hogyan történik ez a páralecsapódás az üvegen, és honnan származik a víz? Az anyag állapotainak és fázisainak megértése válaszol ezekre a kérdésekre.
Anyagállamok
Tekintsünk három anyagállapotot: szilárd, folyékony és gáz.
A szilárdA részecskék szorosan egymáshoz vannak csomagolva, mint az építőelemek, és meghatározott alakúak. A szilárd részecskék nem sokat mozognak, de rezgésük lesz a szubatomi részecskéktől, mint a folyamatosan mozgó elektronoktól.
Folyadékok megfelel a tartály alakjának - hasonlóan a jéghideg italhoz, amelyet a pohárba öntenek, ahol a folyadék kitölti a tartályt. Folyadékokban a részecskék lazán vannak csomagolva, és egymás körül áramolhatnak.
Gázok nincs határozott alakja, és kitágul, hogy egy tartályt kitöltsön. Annyi hely van a gáznemű részecskék között, hogy a részecskék ritkán ütköznek egymással.
Anyagállapotok: fázisváltozások
A víz a hőmérséklet függvényében mozoghat az anyag három állapotában. Megtalálható szilárd anyagként a jégben, folyékony vízben és gázként a vízgőzben.
Tekintsük az alábbi folyamatábrát, hogy az anyag állapota hogyan fázisba lép egymásba; a folyamatok, amelyekkel ez történik, meg vannak nevezve:
Szilárd → be olvasztó → folyadék → be párolgás → gázra fordul
A fordított:
Gáz → be páralecsapódás → folyadék → be fagyasztó → szilárdra fordul
Figyeljük meg, hogy a kondenzációs folyamat az, amikor a gáz folyadékká alakul. Vízzel ez azt jelenti, hogy a vízgőz folyékony vízzé vált.
A kondenzációs kémiai meghatározás az anyag folyamata, amely gázneműből folyékony állapotba változik. Ezt a folyamatot a hőmérséklet, de a nyomás változása is okozza.
Kondenzációs folyamat és energia
Tekintse át a folyadékba áramló gáz folyamatábráját:
Gáz → a kondenzációban → folyadékká alakul
Emlékezzünk arra is, hogyan működtek a molekulák mind gáz, mind folyadék állapotban. Egy gázban a részecskék nagy mozgási energiával rendelkeznek. Folyadékban kevesebb mozgási energiájuk van. A gáznak energiát kell veszítenie, hogy folyadékká váljon.
A gáz halmazállapotú vízmolekulák elveszítik a hőenergiát, lelassítják mozgásukat, és folyékony anyaggá válnak.
Páralecsapódás: Vízciklus
Vízgyöngyök jelentek meg az üvegen, és a definícióból ez azt jelenti vízpára folyadékká kondenzálódott az üveg felületén.
Ez a vízgőz tiszta napokon is mindig jelen van a levegőben. A víz mindig kondenzálódik és elpárolog (a kondenzáció ellentéte) a levegőben. A víz körforgásának megkötése a kondenzáció pontján segíthet felismerni, hogy a víz hogyan alakul ki egy hideg üvegen.
A vízciklusban a hűvösebb felső légkörbe nyomott vízgőz a párolgási sebességet kisebbre csökkenti, mint a kondenzáció sebességét. A kondenzáció gyorsabban megy végbe, és a gáznemű vízmolekulák apró levegőben kondenzálódnak por, só és füst részecskékből apró cseppek képződnek, amelyek több folyékony víz összegyűjtésével növekedhetnek molekulák.
Páralecsapódás az üvegen
Hasonló a hűvösebb felső légkörhöz, mivel a példánkban szereplő üveg kezdettől fogva hideg lesz a jég az italban, olyan hőmérsékletet ér el, ahol a kondenzáció nagyobb sebességgel történik, mint párolgás. Még egy forró napon is, és annak ellenére, hogy a forró levegő több vízgőzt képes eltartani, mint a hideg levegőt, van egy felső határ, hogy mennyi vízgőz levegő képes elférni.
A részecskék mozgása megmagyarázhatja a kondenzációs ráta emelését. Amikor a forró levegő érintkezik a hideg üveggel, a hő átkerül a forró levegőből a hideg üvegbe. A környező levegőben bekövetkező hőveszteség az üveg vízgőzének energiaveszteségét okozza. Az energia elvesztése után a vízgőz folyadékká kondenzálódik az üvegen.
Amint a jég megolvad az italban, az üveg belsejében lévő folyadék és a környező levegő hőmérséklete egyensúlyba kerül, és az üvegen már nem alakul ki kondenzvíz.
