Uma reação exotérmica emite energia térmica. A condensação é o processo pelo qual o vapor d'água se transforma em água líquida. Isso normalmente ocorre quando as moléculas de vapor d'água entram em contato com as moléculas mais frias. Isso faz com que as moléculas de vapor d'água percam alguma energia na forma de calor. Uma vez que energia suficiente é perdida, o vapor d'água muda de estado para líquido.
Mudanças de entalpia e de fase
A entalpia descreve a mudança na energia de um sistema. No caso da água, o "sistema" é a própria água. Em pressão constante, a entalpia se refere às mudanças no calor. Um processo exotérmico envolve uma mudança negativa na entalpia ou uma perda de calor. Conforme o vapor d'água se condensa em líquido, ele perde energia na forma de calor. Portanto, esse processo é exotérmico.
Onde o vapor de água armazena sua energia?
A energia existe dentro de um composto de várias maneiras. As moléculas podem ter diferentes quantidades e tipos de energia cinética. A energia cinética vibracional e rotacional se manifesta quando as moléculas se dobram e giram. A energia cinética translacional é a força que move uma molécula inteira. Em líquidos e sólidos, as moléculas também podem interagir umas com as outras para formar ligações intermoleculares. Em um gás, a força dessas ligações intermoleculares é considerada zero. A energia no vapor de água é a energia cinética translacional e depende da temperatura. Conforme a temperatura diminui, a energia cinética é dissipada em calor. Eventualmente, as ligações intermoleculares são fortes o suficiente para mudar o estado do vapor d'água para líquido.
Quanta energia perde o vapor de água?
Quando uma substância se transforma de líquido em gás, ela requer energia igual à entalpia de vaporização. Para reverter esse processo, o sistema vai liberar essa quantidade de energia. A entalpia de vaporização da água é de aproximadamente 44 kilojoules por mol a 25 graus Celsius. Isso significa que cada mol de água requer 44 quilojoules para se converter em vapor a 25 graus Celsius. Esta também é a quantidade de energia que a água emitirá quando se condensar nessa temperatura.
Nucleação
O vapor de água precisa de um local físico para que ocorra a condensação. As moléculas individuais de vapor de água não se condensam sem partículas suficientemente grandes às quais podem se ligar. Para fornecer um local para condensação, o ar deve estar saturado com vapor de água e deve conter partículas maiores. Essas partículas maiores podem ser minerais ou gotículas suficientemente grandes. Uma vez que uma molécula de vapor de água entra em contato com uma molécula maior que serve como local de nucleação, ela pode liberar calor e condensar em água líquida.