Condensarea

(Formarea condensului în zona de presiune joasă deasupra aripii unei aeronave din cauza expansiunii adiabatice.)

Condensarea este schimbarea stării fizice a materiei din faza gazoasă în fază lichidă și reprezintă inversarea vaporizării. Cuvântul se referă cel mai adesea la ciclul apei. De asemenea, poate fi definită ca schimbarea stării vaporilor de apă în apă lichidă în contact cu o suprafață lichidă sau solidă sau nuclee de condensare a norului în atmosferă. Când tranziția se întâmplă direct din faza gazoasă în faza solidă, schimbarea se numește depunere.

Iniţiere

Condensarea este inițiată prin formarea de clustere atomice/moleculare ale acelei specii în cadrul volumului ei gazos – precum formarea picăturilor de ploaie sau a fulgilor de zăpadă în nori – sau la contactul dintre o astfel de fază gazoasă și o suprafață lichidă sau solidă.

Scenarii de reversibilitate

Câteva scenarii distincte de reversibilitate apar aici în ceea ce privește natura suprafeței.

• absorbția în suprafața unui lichid (fie din aceeași substanță, fie din unul dintre solvenții săi) – este reversibil ca evaporare.
• adsorbția (precum picăturile de rouă) pe o suprafață solidă la presiuni și la temperaturi mai mari decât punctul triplu al speciei – de asemenea reversibilă ca evaporare.
• adsorbția pe o suprafață solidă (sub formă de straturi suplimentare de solid) la presiuni și la temperaturi mai joase decât punctul triplu al speciilor – este reversibilă ca sublimare.

Cele mai frecvente scenarii

Condensarea apare frecvent atunci când vaporii sunt răciți și/sau comprimați până la limita de saturație atunci când densitatea moleculară în faza gazoasă atinge pragul maxim. Echipamentul de răcire și compresie a vaporilor care colectează lichide condensate se numește „condensator”.

Cum este măsurată condensarea

Psicrometria măsoară ratele de condensare prin evaporare în umiditatea aerului la diferite presiuni și temperaturi atmosferice. Apa este produsul condensului său de vapori – condensarea este procesul de conversie a unei astfel de faze.

Aplicații ale condensării

Condensarea este o componentă esențială a distilării, o aplicație importantă de laborator și chimie industrială.

Deoarece condensarea este un fenomen natural, poate fi adesea folosită pentru a genera apă în cantități mari pentru uz uman. Multe structuri sunt realizate exclusiv în scopul colectării apei din condens, cum ar fi puțurile de aer și colectoarele de ceață. Astfel de sisteme pot fi adesea folosite pentru a menține umiditatea solului în zonele în care se produce deșertificarea activă – atât de mult încât unele organizații învață oamenii care trăiesc în zonele afectate despre condensatoare de apă pentru a-i ajuta să se ocupe eficient de situație.

Este, de asemenea, un proces crucial în formarea de urme de particule într-o cameră cu ceață. În acest caz, ionii produși de o particulă incidentă acționează ca centre de nucleare pentru condensarea vaporilor producând urme vizibile de „nori”.

În plus, condensarea este o etapă critică în multe procese industriale, cum ar fi generarea de energie, desalinizarea apei, gestionarea termică, refrigerarea și aerul condiționat.

Adaptarea biologică

Numeroase ființe vii folosesc apă accesibilă prin condensare. Câteva exemple sunt diavolul țepos australian, gândacii întunecați ai coastei Namibiei, și copacii Sequoia sempervirens de pe coasta de vest a Statelor Unite.

Condensarea în construcția de clădiri

(Condensarea pe o fereastră în timpul dușului.)

Condensarea în construcția clădirilor este un fenomen nedorit deoarece poate provoca umiditate, probleme de sănătate din cauza mucegaiului, putrezirea lemnului, coroziunea, slăbirea pereților din mortar și zidărie și pierderi de energie datorate transferului de căldură mărit. Pentru a atenua aceste probleme, umiditatea aerului din interior trebuie să fie redusă, sau ventilația aerului din clădire trebuie să fie îmbunătățită. Acest lucru se poate face în mai multe moduri, cum ar fi deschiderea ferestrelor, pornirea ventilatoarelor extractoare, utilizarea dezumidificatoarelor, uscarea hainei în exterior și acoperirea vaselor și a oalelor în timpul gătitului. Se pot instala sisteme de aer condiționat sau ventilație care ajută la eliminarea umezelii din aer și la deplasarea aerului în clădiri. Cantitatea de vapori de apă care poate fi stocată în aer poate fi mărită doar prin creșterea temperaturii. Cu toate acestea, aceasta poate fi o sabie cu două tăișuri deoarece cea mai mare parte a condensului din casă se produce atunci când aerul cald, umed, intră în contact cu o suprafață rece. Pe măsură ce aerul este răcit, acesta nu mai poate conține vapori de apă. Aceasta duce la depunerea de apă pe suprafața rece. Acest lucru este foarte evident atunci când încălzirea centrală este utilizată în combinație cu ferestrele cu geam simplu în timpul iernii.

Condensarea interstructurală poate fi cauzată de punțile termice, izolarea insuficientă sau lipsită de izolație, izolarea umedă sau geamurile izolate.