Егзотермна реакција одаје топлотну енергију. Кондензација је поступак којим се водена пара претвара у течну воду. То се обично дешава када молекули водене паре дођу у контакт са хладнијим молекулима. То доводи до тога да молекули водене паре губе део енергије као топлота. Када се изгуби довољно енергије, водена пара мења стање у течност.
Енталпија и фазне промене
Ентхалпија описује промену енергије система. У случају воде, „систем“ је сама вода. Под сталним притиском, енталпија се односи на промене топлоте. Егзотермни процеси укључују негативну промену енталпије или губитак топлоте. Како се водена пара кондензује у течност, она губи енергију у облику топлоте. Стога је овај процес егзотермичан.
Где водена пара складишти своју енергију?
Енергија постоји у једињењу на више начина. Молекули могу имати различите количине и врсте кинетичке енергије. Кинетичка енергија вибрација и ротација се манифестује када се молекули савијају и ротирају. Транслациона кинетичка енергија је сила која покреће читав молекул. У течностима и чврстим супстанцама, молекули такође могу међусобно да интерагују да би створили интермолекуларне везе. У гасу се претпоставља да је сила ових интермолекуларних веза једнака нули. Енергија у воденој пари је транслациона кинетичка енергија и она зависи од температуре. Како се температура смањује, кинетичка енергија се расипа у топлоти. На крају су интермолекуларне везе довољно јаке да промене стање водене паре у течно.
Колико енергије губи водена пара?
Када се супстанца трансформише из течности у гас, потребна јој је енергија једнака енталпији испаравања. Да би се овај процес преокренуо, систем ће давати толико енергије. Енталпија испаравања воде износи отприлике 44 килоџула по молу на 25 степени Целзијуса. То значи да је за сваки мол воде потребно 44 килоџула да би се претворио у пару на 25 степени Целзијуса. Ово је уједно и количина енергије коју ће вода дати када се кондензује на тој температури.
Нуклеација
Воденој пари је потребно физичко место да би дошло до кондензације. Појединачни молекули водене паре неће се кондензовати без довољно великих честица за које се могу везати. Да би се обезбедило место за кондензацију, ваздух мора бити засићен воденом паром и у себи мора имати веће честице. Те веће честице могу бити минерали или довољно велике капљице. Једном када молекул водене паре дође у контакт са већим молекулом који служи као место нуклеације, он може ослободити топлоту и кондензовати се у течну воду.