Экзотермическая реакция выделяет тепловую энергию. Конденсация - это процесс, при котором водяной пар превращается в жидкую воду. Это обычно происходит, когда молекулы водяного пара вступают в контакт с более холодными молекулами. Это приводит к тому, что молекулы водяного пара теряют часть энергии в виде тепла. Как только теряется достаточно энергии, водяной пар меняет состояние в жидкое.

Изменения энтальпии и фазы

Энтальпия описывает изменение энергии системы. В случае воды «система» - это сама вода. При постоянном давлении энтальпия относится к изменениям температуры. Экзотермические процессы включают отрицательное изменение энтальпии или потерю тепла. Когда водяной пар конденсируется в жидкость, он теряет энергию в виде тепла. Следовательно, этот процесс является экзотермическим.

Где водяной пар хранит свою энергию?

Энергия существует в соединении разными способами. Молекулы могут иметь различное количество и типы кинетической энергии. Колебательная и вращательная кинетическая энергия проявляются, когда молекулы изгибаются и вращаются. Трансляционная кинетическая энергия - это сила, которая движет всю молекулу. В жидкостях и твердых телах молекулы могут также взаимодействовать друг с другом, образуя межмолекулярные связи. В газе сила этих межмолекулярных связей предполагается равной нулю. Энергия водяного пара является поступательной кинетической энергией, и она зависит от температуры. При понижении температуры кинетическая энергия рассеивается в тепле. В конце концов, межмолекулярные связи становятся достаточно прочными, чтобы изменить состояние водяного пара на жидкость.

Сколько энергии теряет водяной пар?

Когда вещество превращается из жидкости в газ, оно требует энергии, равной энтальпии испарения. Чтобы полностью изменить этот процесс, система будет выделять столько энергии. Энтальпия испарения воды составляет около 44 килоджоулей на моль при 25 градусах Цельсия. Это означает, что на каждый моль воды требуется 44 килоджоуля, чтобы превратиться в пар при 25 градусах Цельсия. Это также количество энергии, которое вода выделяет при конденсации при этой температуре.

Зарождение

Водяной пар нуждается в физическом месте для возникновения конденсации. Отдельные молекулы водяного пара не будут конденсироваться без достаточно крупных частиц, к которым они могут присоединиться. Чтобы обеспечить место для конденсации, воздух должен быть насыщен водяным паром, и в нем должны быть более крупные частицы. Эти более крупные частицы могут быть минералами или достаточно большими каплями. Как только молекула водяного пара вступает в контакт с более крупной молекулой, служащей местом зарождения, она может выделять тепло и конденсироваться в жидкую воду.