En eksoterm reaksjon gir fra seg varmeenergi. Kondens er prosessen der vanndamp blir til flytende vann. Dette skjer vanligvis når vanndampmolekyler kommer i kontakt med kjøligere molekyler. Dette fører til at vanndampmolekylene mister litt energi som varme. Når nok energi går tapt, endrer vanndampen tilstanden til væske.
Enthalpy og faseendringer
Enthalpy beskriver endringen i energi til et system. Når det gjelder vann, er "systemet" selve vannet. Ved konstant trykk refererer entalpi til endringer i varme. En eksoterm prosess innebærer en negativ endring i entalpi, eller tap av varme. Når vanndamp kondenserer til væske, mister den energi i form av varme. Derfor er denne prosessen eksoterm.
Hvor lagrer vanndampen sin energi?
Energi eksisterer i en forbindelse på flere måter. Molekyler kan ha forskjellige mengder og typer kinetisk energi. Vibrasjons- og rotasjons kinetisk energi manifesterer seg når molekyler bøyer seg og roterer. Translasjonskinetisk energi er kraften som beveger et helt molekyl. I væsker og faste stoffer kan molekylene også samhandle med hverandre for å danne intermolekylære bindinger. I en gass antas kraften til disse intermolekylære bindingene å være null. Energien i vanndamp er translationell kinetisk energi, og den er avhengig av temperatur. Når temperaturen synker, blir den kinetiske energien spredt i varme. Til slutt er de intermolekylære bindingene sterke nok til å endre tilstanden til vanndampen til væske.
Hvor mye energi mister vanndamp?
Når et stoff transformerer seg fra væske til gass, krever det energi lik entalpi av fordampning. For å reversere denne prosessen, vil systemet avgi så mye energi. Vannets fordampningsentalpi er omtrent 44 kilojoules per mol ved 25 grader Celsius. Dette betyr at hver mol vann krever 44 kilojoules for å konvertere til damp ved 25 grader Celsius. Dette er også mengden energi som vannet gir fra seg når det kondenserer ved den temperaturen.
Nukleering
Vanndamp trenger et fysisk sted for kondens. Individuelle molekyler av vanndamp kondenserer ikke uten tilstrekkelig store partikler som de kan feste seg til. For å gi et sted for kondens, må luften være mettet med vanndamp og den må ha større partikler i seg. Disse større partiklene kan være mineraler eller tilstrekkelig store dråper. Når et vanndampmolekyl kommer i kontakt med et større molekyl som fungerer som et kjernedannelsessted, kan det frigjøre varme og kondensere i flytende vann.