Какво причинява кондензация и изпарение?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Изпарението и кондензацията са част от естествения воден цикъл. Те са физически процеси, поради които това вещество променя състоянието си: от течно в газообразно и от газообразно в течно. Слънцето нагрява водата и я изпарява, превръщайки я в пара. Въздушните течения пренасят парите в атмосферата, където има по-ниска температура. Това причинява кондензация на водни пари и образуване на облаци. Облачните частици влизат в контакт и падат като валежи, които могат да бъдат дъжд, сняг или градушка.

По-късно водата, попадаща във валежите, става част от подпочвените води, езерата и реките, които се вливат в моретата и океаните, откъдето цикълът започва отново.

Процесите на изпарение и кондензация обаче се случват и изкуствено, в лаборатории и индустрия. Тези два процеса се случват не само с водата, но и с други вещества.

какво е изпарение

Освен че е процес, който е част от водния цикъл, изпарението предполага преход, при който вещество, което е в течно състояние, преминава в газообразно състояние. Това се прави само на повърхността между течността и газа. Изпарението е обратен процес на кондензация.

Изпаряването се различава от кипенето, тъй като, както бе споменато по-горе, това е процес, който се случва на повърхността, а не в течността. Това е ендотермичен процес, тъй като изисква топлина, за да се постигне фазовата промяна. Топлината е необходима за преодоляване на силите на молекулярна кохезия, които характеризират течното състояние. Важно е и по време на нейното разширяване, когато течността се изпарява.

Изпаряването също е метод, използван за разделяне на компонентите на твърди или течни смеси. С повишаване на температурата молекулите на течните вещества стават газообразни и се губят във въздуха. Останалите компоненти остават в контейнера.

По същия начин изпарението може да се определи и като „процес на охлаждане“. Това е така, защото премахва топлината от околния въздух. Ярък пример за това е човешката пот, която „охлажда“ тялото благодарение на изпарението си, за да поддържа телесната температура.

Как става изпарението

За да преминат водните молекули от течно състояние в газообразно състояние, те трябва да получат топлинна енергия. Те правят това чрез сблъсък с други водни молекули. Следователно процесът на изпаряване е тясно свързан с движението на молекулите и повишаването на температурата. Ако има по-висока температура, молекулите се движат по-бързо и изпарението става по-бързо. Това също се влияе от скоростта на дифузия на веществото. Например ацетонът се изпарява много по-бързо от водата.

Когато водните молекули достигнат 100 градуса по Целзий, те имат необходимата кинетична енергия, за да се превърнат в газ. Но дори и при по-ниски температури, някои частици на повърхността може да имат достатъчно енергия, за да преодолеят силите на течното състояние и да се изпарят.

Колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-голяма е вероятността да има частици с достатъчно кинетична енергия, за да се изпарят. Поради тази причина слънчевата радиация улеснява този процес, тъй като осигурява енергия на частиците. Всъщност частиците, които се изпаряват, са тези с най-висока енергия. Поради това останалите частици губят енергия и по този начин температурата им се понижава. Това е причината за охлаждането на botijo ​​​​под слънцето.

Други важни фактори също се намесват в скоростта на изпарение: налягане, влажност на въздуха, вятър и повърхността, където се намира течността. Изпарението ще се случи по-бързо от малка площ, отколкото от по-голяма.

Освен това не всички течности се изпаряват с една и съща скорост, какъвто е случаят с алкохола или обикновеното олио за готвене. Скоростта на изпарение ще зависи от свойствата на всяко вещество и условията, на които е изложено.

Примери за изпарение

Има много примери за изпаряване. Някои от тях са:

  • Образуването на облаци: Слънцето загрява морската вода и водните пари, които се изпаряват, се издигат, изтласквани от потоците горещ въздух и образуват облаци.
  • Мокри дрехи, които се сушат след окачване: по-високата температура при окачване на дрехите на слънце, използване на сушилня или приближаване до нагревател позволява изпаряването на водата, която импрегнира дрехите.
  • Парата, която излиза от тенджера при готвене: тя се получава, когато водата започне да кипи.
  • Изпаряването на алкохол при стайна температура: поради високата дифузия на това вещество.
  • Дим от гореща чаша кафе.
  • Мократа почва, която изсъхва.
  • Изчезването на локвите, които се образуват от дъжда.
  • Потта на тялото.
  • Изпаряването на солена морска вода, благодарение на което се получава морска сол.
  • Водният цикъл: Изпарението е важна част от водния цикъл в природата. Когато водните частици получат достатъчно топлинна енергия, те се изпаряват. След това падат като валежи и накрая се връщат в морето.

какво е конденз

Кондензацията е процес, противоположен на изпарението, тъй като позволява преминаването на водата от газообразно състояние в течна фаза. Това се случва, когато налягането на водните пари е по-голямо от налягането на наситените пари.

Може да се нарече и „процес на нагряване“. Въпреки че когато водата се изпари, трябва да настъпи охлаждане, за да се кондензира, топлината се отделя в околния въздух.

Много често срещан пример за кондензация в природата е росата, която е водна пара, която, когато температурата спадне призори, кондензира и пада на повърхността.

Процесът на кондензация зависи от налягането, температурата и наситеността на въздуха. Когато температурата се понижи до „точка на оросяване“, кинетичната енергия на молекулите се намалява и това улеснява кондензацията.

Как възниква кондензацията

За да възникне кондензация, водата трябва да загуби кинетична енергия (енергията на движение). Частиците водна пара имат голяма енергия между молекулите си и това причинява много движения между тях, което им позволява да се отдалечат. Когато тази енергия се загуби или поради загуба на топлинна енергия, или поради промяна в налягането, водните молекули се забавят и се приближават, превръщайки се в течност.

Количеството водна пара във въздушна маса се нарича „абсолютна влажност“. Вместо това, количеството водна пара, която въздушната маса съдържа в сравнение с общото количество пара, което може да акумулира, е „относителната влажност“. Точката на оросяване се достига, когато въздухът стане наситен, тоест когато има относителна влажност от 100%. Това разбира се варира в зависимост от налягането и температурата. Колкото по-висока е относителната влажност, толкова по-висока е скоростта на кондензация на парите във въздушната маса.

Примери за кондензация

Някои често срещани примери за кондензация са:

  • Роса: спадането на температурата, което се случва рано сутрин, улеснява кондензацията на водните пари, налични във въздуха и се отлагат под формата на капчици върху повърхностите. Когато температурата се повиши с изгрев слънце, росата се изпарява и цикълът на изпарение и кондензация започва отново.
  • Мъгла: Банките от мъгла са суспендирани водни частици, които кондензират, когато влязат в контакт с по-хладни повърхности, като стъкла на прозорци.
  • Дъждът: когато облаците се сблъскат, се получава утаяване на водните частици, които се кондензират, като по този начин се образува дъждът.
  • Капчици вода, които се появяват в студени напитки: повърхността на студена кутия има по-ниска температура от околната среда, поради което получава влага от околния въздух, който кондензира, за да образува водни капчици.
  • Водата, отделяна от климатиците: защото те абсорбират влагата от въздуха, който е с много по-ниска температура от външната и я кондензират.
  • Огледало, което се замъглява: когато вземете горещ душ, водната пара полепва по най-студените повърхности и кондензира, замъглявайки огледала и други предмети.
  • Замъгляване на очилата за гмуркане: въздухът между стъклото на очилата за гмуркане и лицето ни съдържа водна пара, която на свой ред идва от изпотяване. Попадайки във водата, чиято температура е по-ниска от тази на въздуха, водните пари кондензират и замъгляват стъклото на чашите.
  • Дишане: ако дишаме близо до парче стъкло или на място, където има ниска температура и много влажност, ще видим водната пара като малки капки или белезникава пара. Това се случва, защото въздухът в дробовете ни има по-висока температура от повърхността или външната среда. Поради това той кондензира и става видим.
  • Водният цикъл: Подобно на изпарението, кондензацията е съществена част от водния цикъл. Водната пара се издига до горните слоеве на атмосферата, където има течения студен въздух. Там той кондензира под формата на облаци, които се утаяват в течно състояние като дъжд.

Употреби и приложения на изпарение и кондензация

Както изпарението, така и кондензацията благоприятстват извършването на други процеси, особено в областта на науката, индустрията и инженерството.

приложения за изпаряване

С помощта на изпарители, предназначени да улеснят процеса на изпаряване, се извършват множество промишлени дейности.

Едно от тях е производството на млечни продукти. Тук изпарението се използва за производство на мляко, кондензирано мляко, млечни протеини, суроватка и други продукти.

Използва се и за производство на соево мляко и плодови сокове; Екстракти от кафе, чай, малц, мая; хидролизирани продукти като глюкозен сироп или хидролизиран протеин.
В хладилната индустрия се използва за получаване на екстракти от месо, кости и кръвна плазма. В птицевъдството процесът на изпаряване е от съществено значение за получаване на концентрации от цели яйца или белтъци.

кондензационни приложения

Кондензацията е от съществено значение за извършване на дестилация, много важен процес в лабораториите и промишлеността.

Водата може да се получи от конденза и поради тази причина се използва оборудване за събиране на роса, което събира влагата от въздуха. По този начин се използва влажността на земята в пустинни или полусухи райони.

Кондензацията също е полезна за получаване на химикали. Използва се като метод за превръщане на някои газове, които се получават при химични реакции, в течности. По този начин се избягва разсейването му в атмосферата.

Кондензаторите се използват в промишлеността за охлаждане и кондензиране на газовете, които преминават през тях.

Вкъщи кондензаторите се използват в хладилници или хладилници. Използват се и при производството на пожарогасители. Те съхраняват кондензиран въглероден диоксид при високо налягане.

Библиография

  • Различни автори. Физика и химия. (2015). Испания. Образование Сантиляна.
  • Колективна работа edebé. Физика и химия . (2015). Испания. Едебе.
  • Различни автори. Книгата по физика. (2020 г.). Испания. Редакционен Akal.

mm
Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

Artículos relacionados