Una reazione esotermica emette energia termica. La condensazione è il processo mediante il quale il vapore acqueo si trasforma in acqua liquida. Ciò si verifica in genere quando le molecole di vapore acqueo entrano in contatto con molecole più fredde. Ciò fa sì che le molecole di vapore acqueo perdano energia sotto forma di calore. Una volta persa energia sufficiente, il vapore acqueo cambia stato in liquido.
Entalpia e cambiamenti di fase
L'entalpia descrive la variazione di energia di un sistema. Nel caso dell'acqua, il "sistema" è l'acqua stessa. A pressione costante, l'entalpia si riferisce ai cambiamenti di calore. Un processo esotermico comporta una variazione negativa dell'entalpia o una perdita di calore. Quando il vapore acqueo si condensa in liquido, perde energia sotto forma di calore. Pertanto, questo processo è esotermico.
Dove immagazzina la sua energia il vapore acqueo?
L'energia esiste all'interno di un composto in diversi modi. Le molecole possono avere quantità e tipi diversi di energia cinetica. L'energia cinetica vibrazionale e rotazionale si manifesta quando le molecole si piegano e ruotano. L'energia cinetica traslazionale è la forza che muove un'intera molecola. Nei liquidi e nei solidi, le molecole possono anche interagire tra loro per formare legami intermolecolari. In un gas, si assume che la forza di questi legami intermolecolari sia zero. L'energia nel vapore acqueo è energia cinetica traslazionale e dipende dalla temperatura. Al diminuire della temperatura, l'energia cinetica viene dissipata in calore. Alla fine, i legami intermolecolari sono abbastanza forti da cambiare lo stato del vapore acqueo in liquido.
Quanta energia perde il vapore acqueo?
Quando una sostanza si trasforma da liquida a gassosa, richiede energia pari all'entalpia di vaporizzazione. Al fine di invertire questo processo, il sistema emetterà così tanta energia. L'entalpia di vaporizzazione dell'acqua è di circa 44 kilojoule per mole a 25 gradi Celsius. Ciò significa che ogni mole d'acqua richiede 44 kilojoule per convertirsi in vapore a 25 gradi Celsius. Questa è anche la quantità di energia che l'acqua sprigiona quando si condensa a quella temperatura.
Nucleazione
Il vapore acqueo ha bisogno di un sito fisico per la formazione della condensa. Le singole molecole di vapore acqueo non si condensano senza particelle sufficientemente grandi a cui possono attaccarsi. Per fornire un luogo per la condensazione, l'aria deve essere satura di vapore acqueo e deve contenere particelle più grandi. Queste particelle più grandi possono essere minerali o goccioline sufficientemente grandi. Una volta che una molecola di vapore acqueo entra in contatto con una molecola più grande che funge da sito di nucleazione, può rilasciare calore e condensarsi in acqua liquida.