暑い夏の日にグラスに氷のように冷たい飲み物を注ぐと、すぐにグラスの外側に水滴が形成されます。 このガラスの結露はどのように起こり、水はどこから来るのですか？ 物質の状態と段階を理解することで、これらの質問に答えることができます。
物質の状態
物質の状態の3つを考えてみましょう：固体、液体、気体。
で 固体、粒子はビルディングブロックのように密集しており、明確な形状をしています。 固体の粒子はあまり動きませんが、絶えず動いている電子のような素粒子からの振動があります。
液体 容器の形に一致します—液体が容器を満たすガラスに注がれる氷の冷たい飲み物のように。 液体では、粒子はゆるく詰め込まれ、互いに流れ回ることができます。
ガス 明確な形状はなく、膨張して容器を満たします。 ガス状粒子の間には非常に多くのスペースがあるため、粒子が互いに接触することはめったにありません。
物質の状態：相変化
水は、温度に応じて3つの物質の状態を移動できます。 それは、氷中の固体、液体の水、および水蒸気中の気体として見つけることができます。
物質の状態が互いにどのように段階的に変化するかについて、以下のフロー図を検討してください。 これが発生するプロセスの名前は次のとおりです。
ソリッド→で 溶融 になります→液体→で 蒸発 →ガスに変わります
逆は次のとおりです。
ガス→で 結露 になります→液体→で 凍結 になります→固体
に注意してください 凝縮プロセス 気体が液体に変わるときです。 水では、これは水蒸気が液体の水に変わったことを意味します。
凝縮化学の定義は、物質が気体状態から液体状態に変化するプロセスです。 このプロセスは、主に温度の変化によって引き起こされますが、圧力の変化によっても引き起こされます。
凝縮プロセスとエネルギー
液体への気体のフロー図を確認します。
気体→凝縮すると→液体に変わります
また、分子が気体状態と液体状態の両方でどのように作用したかを思い出してください。 気体中では、粒子は高い運動エネルギーを持っています。 液体中では、運動エネルギーが少なくなります。 気体は液体になるためにエネルギーを失う必要があります。
気体状態の水分子は熱エネルギーを失い、その動きを遅くし、互いに「くっつき」始めて液体を形成します。
結露：水循環
ウォータービーズがガラスに現れました、そして、定義から、これはそれを意味します 水蒸気 ガラス表面で液体に凝縮しました。
この水蒸気は、晴れた日でも常に空気中に存在します。 水は常に空気中で凝縮および蒸発します（凝縮の反対）。 結露点で水循環を把握すると、冷たいガラス上で水がどのように形成されるかを認識するのに役立つ場合があります。
水循環では、より冷たい上層大気に押し込まれた水蒸気は、蒸発速度を凝縮速度よりも遅くします。 凝縮はより速い速度で起こり、ガス状の水分子は小さな空中浮遊物の周りで凝縮します ほこり、塩、煙の粒子が小さな液滴を形成し、より多くの液体の水を集めることで成長します 分子。
ガラス上の結露
涼しい上層大気と同様に、この例のガラスは最初から冷たくなっています。 飲み物の中の氷は、結露がより速い速度で起こる温度に達します 蒸発。 暑い日でも、熱気は冷気よりも多くの水蒸気を保持できますが、保持できる水蒸気量には上限があります。
粒子の動きは、この凝縮率の増加を説明することができます。 熱風が冷ガラスと接触すると、熱が熱風から冷ガラスに伝達されます。 周囲の空気の熱が失われると、ガラスによる水蒸気のエネルギーが失われます。 エネルギーが失われると、水蒸気はガラス上で凝縮して液体になります。
飲み物の中で氷が溶けると、グラス内の液体と周囲の空気の温度が平衡状態になり、グラスに結露が発生しなくなります。