Een exotherme reactie geeft warmte-energie af. Condensatie is het proces waarbij waterdamp in vloeibaar water verandert. Dit gebeurt meestal wanneer waterdampmoleculen in contact komen met koelere moleculen. Hierdoor verliezen de waterdampmoleculen wat energie als warmte. Als genoeg energie verloren is, verandert de waterdamp van toestand in vloeistof.

Enthalpy en fase verandert in

Enthalpy beschrijft de verandering in energie van een systeem. In het geval van water is het "systeem" het water zelf. Bij constante druk, enthalpie verwijst naar veranderingen in warmte. Een exotherme werkwijze omvat een negatieve verandering in enthalpie, of een verlies van warmte. Terwijl waterdamp condenseert tot vloeistof, verliest het energie in de vorm van warmte. Daarom is dit proces exotherm.

Waar bewaart waterdamp zijn energie?

Energie bestaat op verschillende manieren in een verbinding. Moleculen kunnen verschillende hoeveelheden en soorten kinetische energie hebben. Vibrerende en rotationele kinetische energie manifesteert zich wanneer moleculen buigen en roteren. Translationele kinetische energie is de kracht die een heel molecuul verplaatst. In vloeistoffen en vaste stoffen kunnen de moleculen ook interageren met elkaar om intermoleculaire bindingen te vormen. In een gas wordt verondersteld dat de kracht van deze intermoleculaire bindingen nul is. De energie in waterdamp is translationele kinetische energie en deze is afhankelijk van de temperatuur. Naarmate de temperatuur daalt, wordt de kinetische energie in warmte gedissipeerd. Uiteindelijk zijn de intermoleculaire bindingen sterk genoeg om de toestand van de waterdamp in vloeistof te veranderen.

Hoeveel energie verliest waterdamp?

Wanneer een stof van vloeistof naar gas transformeert, vereist het energie gelijk aan de enthalpie van verdamping. Om dit proces om te keren, zal het systeem zoveel energie afgeven. De enthalpie van verdamping van water is ongeveer 44 kilojoule per mol bij 25 graden Celsius. Dit betekent dat elke mol water 44 kilojoule nodig heeft om bij 25 graden Celsius om te zetten in damp. Dit is ook de hoeveelheid energie die water zal afgeven wanneer het op die temperatuur condenseert.

Nucleatie

Waterdamp heeft een fysieke locatie nodig voor condensatie. Individuele moleculen van waterdamp zullen niet condenseren zonder voldoende grote deeltjes waaraan ze zich kunnen hechten. Om een ​​plaats voor condensatie te bieden, moet de lucht verzadigd zijn met waterdamp en moet deze grotere deeltjes bevatten. Deze grotere deeltjes kunnen mineralen zijn of voldoende grote druppeltjes. Zodra een waterdampmolecuul in contact komt met een groter molecuul dat dienst doet als kiemplaats, kan het warmte afgeven en in vloeibaar water condenseren.