Forklarer hvorfor kondensation er eksotermisk

En eksoterm reaktion afgiver varmeenergi. Kondensation er den proces, hvormed vanddamp bliver til flydende vand. Dette sker typisk, når vanddampmolekyler kommer i kontakt med køligere molekyler. Dette får vanddampmolekylerne til at miste noget energi som varme. Når nok energi er gået tabt, ændrer vanddampen sig til væske.

Entalte og faseændringer

Enthalpy beskriver ændringen i energi i et system. I tilfælde af vand er "systemet" selve vandet. Ved konstant tryk henviser entalpie til ændringer i varme. En eksoterm proces indebærer en negativ ændring i entalpier eller et tab af varme. Da vanddamp kondenserer til væske, mister den energi i form af varme. Derfor er denne proces eksoterm.

Hvor rummer vanddamp sin energi?

Energi findes inden for en forbindelse på en række måder. Molekyler kan have forskellige mængder og typer af kinetisk energi. Vibrations- og rotationsmæssig kinetisk energi manifesterer sig, når molekylerne bøjer og roterer. Translational kinetisk energi er den kraft, der bevæger et helt molekyle. I væsker og faste stoffer kan molekylerne også interagere med hinanden for at danne intermolekylære bindinger. I en gas antages kraften af ​​disse intermolekylære bindinger at være nul. Energien i vanddamp er translationel kinetisk energi, og den er afhængig af temperatur. Når temperaturen falder, bliver den kinetiske energi spredt i varme. Til sidst er de intermolekylære bindinger stærke nok til at ændre tilstanden af ​​vanddampen til væske.

Hvor meget energi taber vanddamp?

Når et stof omdanner fra væske til gas, kræver det energi svarende til entalpien af ​​fordampning. For at vende denne proces, vil systemet give af så meget energi. Vandets entalpy af fordampning er ca. 44 kilojoules pr. Mol ved 25 grader Celsius. Dette betyder, at hver mol vand kræver 44 kilojoule for at omdanne til damp ved 25 grader Celsius. Dette er også den mængde energi, som vandet vil afgive, når det kondenserer ved denne temperatur.

Nucleation

Vanddamp har brug for et fysisk sted for kondensation. Individuelle molekyler af vanddamp vil ikke kondensere uden tilstrækkeligt store partikler, som de kan vedhæfte. For at give et sted til kondensering skal luften være mættet med vanddamp, og den skal have større partikler i den. Disse større partikler kan være mineraler eller tilstrækkeligt store dråber. Når et vanddampmolekyle kommer i kontakt med et større molekyle, der tjener som et nukleationssted, kan det frigive varme og kondensere til flydende vand.