En exoterm reaktion avger värmeenergi. Kondens är den process genom vilken vattenånga förvandlas till flytande vatten. Detta inträffar vanligtvis när vattenångmolekyler kommer i kontakt med svalare molekyler. Detta gör att vattenångmolekylerna tappar lite energi som värme. När tillräckligt med energi går förlorat ändrar vattenångan tillstånd till vätska.
Enthalpi och fasändringar
Enthalpy beskriver förändringen i ett systems energi. När det gäller vatten är "systemet" själva vattnet. Vid konstant tryck avser entalpi förändringar i värme. En exoterm process innefattar en negativ förändring i entalpi eller värmeförlust. När vattenånga kondenseras till vätska förlorar den energi i form av värme. Därför är denna process exoterm.
Var lagrar vattenånga sin energi?
Energi finns i en förening på ett antal sätt. Molekyler kan ha olika mängder och typer av kinetisk energi. Vibrations- och rotations kinetisk energi manifesterar sig när molekyler böjer sig och roterar. Translationell kinetisk energi är den kraft som rör en hel molekyl. I vätskor och fasta ämnen kan molekylerna också interagera med varandra för att bilda intermolekylära bindningar. I en gas antas kraften hos dessa intermolekylära bindningar vara noll. Energin i vattenånga är translationell kinetisk energi och den är beroende av temperaturen. När temperaturen sjunker försvinner den kinetiska energin i värme. Så småningom är de intermolekylära bindningarna tillräckligt starka för att ändra vattenångans tillstånd till vätska.
Hur mycket energi tappar vattenånga?
När ett ämne omvandlas från vätska till gas kräver det energi lika med förångningens entalpi. För att vända denna process kommer systemet att ge så mycket energi. Vattens entalpi av förångning är ungefär 44 kilojoules per mol vid 25 grader Celsius. Detta innebär att varje mol vatten kräver 44 kilojoules för att konvertera till ånga vid 25 grader Celsius. Detta är också den mängd energi som vattnet avger när det kondenserar vid den temperaturen.
Kärnbildning
Vattenånga behöver en fysisk plats för att kondens ska uppstå. Enskilda vattenångamolekyler kondenseras inte utan tillräckligt stora partiklar till vilka de kan fästa. För att ge en plats för kondens måste luften vara mättad med vattenånga och den måste ha större partiklar i sig. Dessa större partiklar kan vara mineraler eller tillräckligt stora droppar. När en vattenångmolekyl kommer i kontakt med en större molekyl som fungerar som ett kärnbildningsställe kan den frigöra värme och kondensera i flytande vatten.