Forklaring af, hvorfor kondens er eksoterm

En eksoterm reaktion afgiver varmeenergi. Kondensation er den proces, hvor vanddamp omdannes til flydende vand. Dette forekommer typisk, når vanddampmolekyler kommer i kontakt med køligere molekyler. Dette får vanddampmolekylerne til at miste noget energi som varme. Når der er mistet nok energi, ændrer vanddampen tilstand til væske.
Enthalpy og faseændringer

Enthalpy beskriver ændringen i energien i et system. I tilfælde af vand er "systemet" selve vandet. Ved konstant tryk henviser enthalpi til ændringer i varmen. En eksoterm processer involverer en negativ ændring i entalpi eller et varmetab. Når vanddamp kondenseres til væske, mister den energi i form af varme. Derfor er denne proces eksoterm.
Hvor opbevarer vanddamp dens energi?

Energi findes i en forbindelse på flere måder. Molekyler kan have forskellige mængder og typer kinetisk energi. Vibrations- og rotations kinetisk energi manifesterer sig, når molekyler bøjes og roterer. Translativ 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 translationskinetisk energi, og den er afhængig af temperaturen. Når temperaturen falder, spredes den kinetiske energi i varme. Til sidst er de intermolekylære bindinger stærke nok til at ændre vanddampens tilstand til væske.
Hvor meget energi mister vanddamp?

Når et stof omdannes fra væske til gas, kræver det energi lig fordampningens entalpi. For at vende denne proces vil systemet afgive så meget energi. Vandets entalpi af fordampning er cirka 44 kilojoules pr. Mol ved 25 grader Celsius. Dette betyder, at hver mol vand kræver 44 kilojoule for at konvertere til damp ved 25 grader Celsius. Dette er også mængden af energi, som vand afgiver, når det kondenseres ved den temperatur.
Nukleation

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