Экзотермическая реакция выделяет тепловую энергию. Конденсация - это процесс превращения водяного пара в жидкую воду. Обычно это происходит, когда молекулы водяного пара контактируют с более холодными молекулами. Это заставляет молекулы водяного пара терять часть энергии в виде тепла. После потери достаточного количества энергии водяной пар переходит в жидкое состояние.
Энтальпия и фазовые изменения
Энтальпия описывает изменение энергии системы. В случае с водой «система» - это сама вода. При постоянном давлении энтальпия означает изменение тепла. Экзотермические процессы включают отрицательное изменение энтальпии или потерю тепла. Когда водяной пар конденсируется в жидкость, он теряет энергию в виде тепла. Следовательно, этот процесс экзотермический.
Где водяной пар хранит свою энергию?
Энергия существует внутри соединения несколькими способами. Молекулы могут иметь разное количество и разную кинетическую энергию. Колебательная и вращательная кинетическая энергия проявляется, когда молекулы изгибаются и вращаются. Поступательная кинетическая энергия - это сила, которая перемещает целую молекулу. В жидкостях и твердых телах молекулы также могут взаимодействовать друг с другом с образованием межмолекулярных связей. В газе сила этих межмолекулярных связей считается равной нулю. Энергия водяного пара - это поступательная кинетическая энергия, и она зависит от температуры. При понижении температуры кинетическая энергия рассеивается в виде тепла. В конце концов, межмолекулярные связи становятся достаточно прочными, чтобы изменить состояние водяного пара на жидкое.
Сколько энергии теряет водяной пар?
Когда вещество превращается из жидкости в газ, ему требуется энергия, равная энтальпии испарения. Чтобы обратить этот процесс вспять, система будет выделять столько энергии. Энтальпия испарения воды составляет примерно 44 килоджоулей на моль при 25 градусах Цельсия. Это означает, что каждый моль воды требует 44 килоджоулей для превращения в пар при 25 градусах Цельсия. Это также количество энергии, которое выделяет вода при конденсации при этой температуре.
Зарождение
Водяной пар нуждается в физическом месте для конденсации. Отдельные молекулы водяного пара не будут конденсироваться без достаточно крупных частиц, к которым они могут прикрепиться. Чтобы образовалось место для конденсации, воздух должен быть насыщен водяным паром и иметь в нем более крупные частицы. Эти более крупные частицы могут быть минералами или достаточно крупными каплями. Как только молекула водяного пара входит в контакт с более крупной молекулой, служащей центром зародышеобразования, она может выделять тепло и конденсироваться в жидкую воду.