Конденсация - это изменение физического состояния вещества из газовой фазы в жидкую , обратное испарению . Это слово чаще всего относится к круговороту воды . [1] Его также можно определить как изменение состояния водяного пара на жидкую воду при контакте с жидкой или твердой поверхностью или облачными ядрами конденсации в атмосфере . Когда переход происходит из газовой фазы в твердую фазу напрямую, это изменение называется осаждением .
Инициирование [ править ]
Конденсация инициируется образованием атомных / молекулярных кластеров этого вида в его газообразном объеме - например, образование капель дождя или снежинок в облаках - или на контакте между такой газовой фазой и жидкой или твердой поверхностью. В облаках это может быть вызвано зародышами воды белками , производимыми атмосферными микробами, которые способны связывать газообразные или жидкие молекулы воды.[2]
Сценарии обратимости [ править ]
Здесь возникает несколько отчетливых сценариев обратимости в зависимости от природы поверхности.
- абсорбция на поверхность жидкости (того же вещества или одного из его растворителей) обратима как испарение . [1]
- адсорбция (в виде капель росы) на твердую поверхность при давлениях и температурах, превышающих тройную точку частиц, - также обратима, как испарение.
- адсорбция на твердую поверхность (как дополнительные слои твердого тела) при давлениях и температурах ниже тройной точки частиц - обратима как сублимация .
Наиболее распространенные сценарии [ править ]
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» .
Измерение [ править ]
Психрометрия измеряет скорость конденсации через испарение влаги в воздухе при различных атмосферных давлениях и температурах. Вода является продуктом конденсации ее пара, а конденсация - это процесс такого фазового превращения.
Применение конденсации [ править ]
Конденсация - важнейший компонент дистилляции , важного приложения лабораторной и промышленной химии.
Поскольку конденсация является естественным явлением, ее часто можно использовать для производства воды в больших количествах для использования человеком. Многие конструкции сделаны исключительно для сбора воды от конденсата, например, вентиляционные колодцы и противотуманные ограждения . Такие системы часто можно использовать для удержания влаги в почве в районах, где происходит активное опустынивание - настолько, что некоторые организации обучают людей, живущих в пострадавших районах, о конденсаторах воды, чтобы помочь им эффективно справиться 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, образуя 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]
Биологическая адаптация [ править ]
Многие живые существа используют воду, доступную из-за конденсации. Несколько примеров из них являются австралийским колючим дьявол , то чернотелка о Намибии побережья, и побережье секвойи о западном побережье Соединенных Штатов .
Конденсация в строительстве [ править ]
Конденсация при строительстве здания является нежелательным явлением, так как она может вызвать сырость , проблемы со здоровьем плесени , гниение древесины , коррозию , ослабление строительного раствора и кирпичных стен, а также потери энергии из-за повышенной теплопередачи.. Чтобы решить эти проблемы, необходимо снизить влажность воздуха в помещении или улучшить вентиляцию помещения. Это можно сделать разными способами, например, открывать окна, включать вытяжные вентиляторы, использовать осушители, сушить одежду на улице и накрывать кастрюли и сковороды во время готовки. 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 увеличив температуру. [8]Однако это может быть обоюдоострый меч, поскольку большая часть конденсации в доме возникает, когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладной поверхностью. Когда воздух охлаждается, он больше не может удерживать столько водяного пара. Это приводит к отложению воды на прохладной поверхности. Это особенно заметно, когда центральное отопление используется зимой в сочетании с одинарными стеклопакетами.
Конденсация внутри конструкций может быть вызвана мостами холода , недостаточной или отсутствующей изоляцией, гидроизоляцией или изоляционным остеклением . [9]
См. Также [ править ]
- Воздуховод (конденсатор)
- Конденсат Бозе – Эйнштейна
- Физика облаков
- Конденсация ДНК
- Уравнение Кельвина
- Фазовая диаграмма
- Фаза перехода
- Ретроградная конденсация
- Поверхностный конденсатор
- Groasis Waterboxx
- Сжижение газов
Таблица [ править ]
 | К | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Твердый | Жидкость | Газ | Плазма | ||
| Из | Твердый | Плавление | Сублимация | ||
| Жидкость | Замораживание | Испарение | |||
| Газ | Осаждение | Конденсация | Ионизация | ||
| Плазма | Рекомбинация | ||||
Ссылки [ править ]
- ^ a b ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Конденсация в химии атмосферы ». DOI : 10,1351 / goldbook.C01235
- ^ Schiermeier, Quirin (2008-02-28). « „ Дождь решений“нашли бактерии по всему миру» . Природа . Проверено 21 июня 2018 .
- ^ FogQuest - Противотуманные Коллекция / водосборных Проекты - Добро пожаловать в архив 2009-02-23 в Wayback Machine
- ^ Warsinger, Дэвид М .; Мистри, Каран Х .; Nayar, Kishor G .; Чунг, Хён Вон; Линхард В., Джон Х. (2015). «Генерация энтропии опреснения на основе отходящего тепла с переменной температурой» . Энтропия . 17 (11): 7530–7566. Bibcode : 2015Entrp..17.7530W . DOI : 10.3390 / e17117530 .
- ^ Уайт, FM "Тепло- и массообмен" © 1988 Addison-Wesley Publishing Co., стр. 602–604
- ^ Q&A: Микроканальный конденсатор с воздушным охлаждением; Тепловое охлаждение во всем мире; Апрель 2011 г .; «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала на 2012-04-17 . Проверено 20 февраля 2013 . CS1 maint: archived copy as title (link)
- ^ Энрайт, Райан (23 июля 2014). «Капельная конденсация на микро- и наноструктурированных поверхностях» (PDF) . Наноразмерная и микромасштабная теплофизическая инженерия . 18 (3): 223–250. Bibcode : 2014NMTE ... 18..223E . DOI : 10.1080 / 15567265.2013.862889 . hdl : 1721,1 / 85005 . S2CID 97855214 .
- ^ a b «Конденсация» . Недвижимость Hive. Архивировано из оригинала на 2013-12-13.
- ^ «Конденсат вокруг дома - что вызывает конденсат» . diydata.com . Архивировано 13 января 2008 года.
- Источники
