Exotermická reakcia vydáva tepelnú energiu. Kondenzácia je proces, pri ktorom sa vodná para mení na kvapalnú vodu. K tomu obvykle dochádza, keď molekuly vodnej pary prichádzajú do styku s chladnejšími molekulami. To spôsobí, že molekuly vodnej pary stratia časť energie ako teplo. Akonáhle sa stratí dostatok energie, vodná para zmení skupenstvo na kvapalinu.
Nadšenie a fázové zmeny
Entalpia popisuje zmenu energie systému. V prípade vody je „systémom“ samotná voda. Pri konštantnom tlaku sa entalpia vzťahuje na zmeny tepla. Exotermické procesy zahŕňajú negatívnu zmenu entalpie alebo stratu tepla. Pretože vodná para kondenzuje do kvapaliny, stráca energiu vo forme tepla. Preto je tento proces exotermický.
Kde akumuluje vodná para svoju energiu?
Energia existuje v zlúčenine rôznymi spôsobmi. Molekuly môžu mať rôzne množstvá a typy kinetickej energie. Vibračná a rotačná kinetická energia sa prejavuje pri ohýbaní a otáčaní molekúl. Translačná kinetická energia je sila, ktorá pohybuje celou molekulou. V tekutinách a tuhých látkach môžu molekuly tiež vzájomne interagovať a vytvárať medzimolekulové väzby. V plyne sa predpokladá, že sila týchto intermolekulárnych väzieb je nulová. Energia vo vodnej pare je translačná kinetická energia a je závislá od teploty. Keď teplota klesá, kinetická energia sa rozptýli v teple. Medzimolekulové väzby sú nakoniec dostatočne silné na to, aby zmenili stav vodnej pary na kvapalinu.
Koľko energie stráca vodná para?
Keď sa látka transformuje z kvapaliny na plyn, vyžaduje energiu rovnajúcu sa entalpii odparovania. Aby sa tento proces zvrátil, systém vydá toľko energie. Entalpia odparovania vody je zhruba 44 kilojoulov na mol pri 25 stupňoch Celzia. To znamená, že každý mol vody vyžaduje 44 kilojoulov, aby sa pri 25 stupňoch Celzia zmenil na paru. To je tiež množstvo energie, ktoré voda vydá, keď pri tejto teplote kondenzuje.
Nukleácia
Vodná para potrebuje na kondenzáciu fyzické miesto. Jednotlivé molekuly vodnej pary nebudú kondenzovať bez dostatočne veľkých častíc, ku ktorým sa môžu pripojiť. Aby sa zabezpečilo miesto pre kondenzáciu, musí byť vzduch nasýtený vodnou parou a musí obsahovať väčšie častice. Tieto väčšie častice môžu byť minerály alebo dostatočne veľké kvapôčky. Akonáhle molekula vodnej pary príde do kontaktu s väčšou molekulou slúžiacou ako miesto nukleácie, môže uvoľňovať teplo a kondenzovať na kvapalnú vodu.