Конденсация — это изменение состояния вещества из газообразной фазы в жидкую , и является обратным процессом испарения . Это слово чаще всего относится к круговороту воды . [1] Его также можно определить как изменение состояния водяного пара в жидкую воду при контакте с жидкой или твердой поверхностью или ядрами конденсации облаков в атмосфере . Когда переход из газообразной фазы в твердую происходит напрямую, изменение называется осаждением .
Конденсация инициируется образованием атомных/молекулярных кластеров этого вида в его газообразном объеме — подобно образованию капель дождя или снежинок в облаках — или при контакте между такой газообразной фазой и жидкой или твердой поверхностью. В облаках это может катализироваться зародышами воды , вырабатываемыми атмосферными микробами, которые способны связывать газообразные или жидкие молекулы воды. [2]
Здесь возникает несколько различных сценариев обратимости в зависимости от характера поверхности.
Конденсация обычно происходит, когда пар охлаждается и/или сжимается до предела насыщения , когда молекулярная плотность в газовой фазе достигает своего максимального порога. Оборудование для охлаждения и сжатия пара, которое собирает конденсированные жидкости, называется «конденсатором» .
Психрометрия измеряет скорость конденсации через испарение в воздух влаги при различных атмосферных давлениях и температурах. Вода является продуктом конденсации ее паров — конденсация представляет собой процесс такого фазового перехода.
Конденсация является важнейшим компонентом дистилляции , важного процесса лабораторной и промышленной химии.
Поскольку конденсация является естественным явлением, ее часто можно использовать для получения воды в больших количествах для использования человеком. Многие сооружения возводятся исключительно с целью сбора воды из конденсата, например, воздушные скважины и туманные ограждения . Такие системы часто можно использовать для удержания почвенной влаги в районах, где происходит активное опустынивание — настолько, что некоторые организации обучают людей, живущих в пострадавших районах, использованию конденсаторов воды, чтобы помочь им эффективно справляться с ситуацией. [3]
Это также важный процесс в формировании треков частиц в камере Вильсона . В этом случае ионы, произведенные падающей частицей, действуют как центры зародышеобразования для конденсации пара, производящего видимые «облачные» следы.
Коммерческое применение конденсации, как потребителями, так и промышленностью, включает производство электроэнергии, опреснение воды, [4] управление температурным режимом, [5] охлаждение [6] и кондиционирование воздуха. [7]
Многочисленные живые существа используют воду, доступную благодаря конденсации. Несколько примеров — австралийский колючий дьявол , чернотелки побережья Намибии и секвойи побережья Западного побережья Соединенных Штатов .
Конденсация в строительстве зданий является нежелательным явлением , поскольку она может вызвать сырость , проблемы со здоровьем, связанные с плесенью , гниение древесины , коррозию , ослабление раствора и каменных стен, а также энергетические штрафы из-за повышенной теплопередачи . Чтобы решить эти проблемы, необходимо снизить влажность воздуха в помещении или улучшить вентиляцию воздуха в здании. Это можно сделать несколькими способами, например, открыв окна, включив вытяжные вентиляторы, используя осушители воздуха, высушивая одежду на улице и накрывая кастрюли и сковородки во время приготовления пищи. Могут быть установлены системы кондиционирования или вентиляции, которые помогают удалять влагу из воздуха и перемещать воздух по всему зданию. [8] Количество водяного пара, которое может храниться в воздухе, можно увеличить, просто повысив температуру. [8] Однако это может быть палкой о двух концах, поскольку большая часть конденсации в доме происходит, когда теплый, влажный воздух вступает в контакт с прохладной поверхностью. По мере охлаждения воздуха он больше не может удерживать столько водяного пара. Это приводит к осаждению воды на прохладной поверхности. Это особенно заметно, когда зимой используется центральное отопление в сочетании с окнами с одинарным остеклением.
Конденсация между конструкциями может быть вызвана тепловыми мостами , недостаточной или отсутствующей изоляцией, гидроизоляцией или изолированным остеклением . [9]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )