Ocorrendo na superfície livre de um líquido.

Sublimação, ou sublimação, ou seja, a transição de uma substância do estado sólido para o gasoso também é chamada de evaporação.

Sabe-se a partir de observações cotidianas que a quantidade de qualquer líquido (gasolina, éter, água) em um recipiente aberto diminui gradualmente. O líquido não desaparece sem deixar vestígios - ele se transforma em vapor. A evaporação é uma das vaporização. O outro tipo está fervendo.

mecanismo de evaporação.

Como ocorre a evaporação? As moléculas de qualquer líquido estão em movimento contínuo e aleatório, e quanto maior a temperatura do líquido, maior a energia cinética das moléculas. O valor médio da energia cinética tem um certo valor. Mas para cada molécula, a energia cinética pode ser maior ou menor que a média. Se uma molécula com energia cinética suficiente para vencer as forças de atração intermolecular estiver próxima à superfície, ela voará para fora do líquido. A mesma coisa se repete com outra molécula rápida, com a segunda, terceira, etc. Voando, essas moléculas formam vapor acima do líquido. A formação deste vapor é a evaporação.

Absorção de energia durante a evaporação.

Como as moléculas mais rápidas escapam do líquido durante a evaporação, a energia cinética média das moléculas que permanecem no líquido torna-se cada vez menor. Isso significa que a energia interna do líquido em evaporação diminui. Portanto, se não houver fluxo de energia para o líquido do lado de fora, a temperatura do líquido evaporado diminui, o líquido esfria (é por isso que, em particular, é mais frio para uma pessoa com roupas molhadas do que com roupas secas, especialmente quando está ventoso).

No entanto, quando a água despejada em um copo evapora, não notamos uma diminuição em sua temperatura. Como isso pode ser explicado? O fato é que a evaporação neste caso ocorre lentamente e a temperatura da água é mantida constante devido à troca de calor com o ar circundante, do qual a quantidade necessária de calor entra no líquido. Isso significa que, para que o líquido evapore sem alterar sua temperatura, a energia deve ser transmitida ao líquido.

A quantidade de calor que deve ser transmitida a um líquido para formar uma unidade de massa de vapor a uma temperatura constante é chamada de calor da vaporização.

A taxa de evaporação do líquido.

Diferente ebulição, a evaporação ocorre em qualquer temperatura, no entanto, com o aumento da temperatura do líquido, a taxa de evaporação aumenta. Quanto mais alta a temperatura do líquido, mais rápidas as moléculas em movimento têm energia cinética suficiente para superar as forças atrativas das partículas vizinhas e voar para fora do líquido, e a evaporação mais rápida ocorre.

A taxa de evaporação depende do tipo de líquido. Os líquidos voláteis evaporam rapidamente, nos quais as forças de interação intermolecular são pequenas (por exemplo, éter, álcool, gasolina). Se você deixar cair tal líquido em sua mão, sentiremos frio. Evaporando da superfície da mão, esse líquido esfriará e tirará um pouco do calor dele.

A taxa de evaporação de um líquido depende da área de sua superfície livre. Isso se deve ao fato de o líquido evaporar da superfície e, quanto maior a área de superfície livre do líquido, maior o número de moléculas que voam simultaneamente no ar.

Em um recipiente aberto, a massa de líquido diminui gradualmente devido à evaporação. Isso se deve ao fato de que a maioria das moléculas de vapor se dissipa no ar sem retornar ao líquido (ao contrário do que acontece em um recipiente fechado). Mas uma pequena parte deles retorna ao líquido, diminuindo assim a evaporação. Portanto, com um vento que carrega as moléculas de vapor, a evaporação do líquido ocorre mais rapidamente.

O uso da evaporação na tecnologia.

A evaporação desempenha um papel importante na energia, refrigeração, processos de secagem, resfriamento evaporativo. Por exemplo, na tecnologia espacial, os veículos de descida são cobertos com substâncias que evaporam rapidamente. Ao passar pela atmosfera do planeta, o corpo do aparelho aquece como resultado do atrito e a substância que o cobre começa a evaporar. Evaporando, resfria a espaçonave, evitando assim o superaquecimento.

Condensação.

Condensação(de lat. condensação- compactação, espessamento) - a transição de uma substância de um estado gasoso (vapor) para um estado líquido ou sólido.

Sabe-se que na presença de vento, o líquido evapora mais rápido. Por quê? O fato é que, ao mesmo tempo que a evaporação da superfície do líquido, também ocorre a condensação. A condensação ocorre devido ao fato de que parte das moléculas de vapor, movendo-se aleatoriamente sobre o líquido, retorna a ele novamente. O vento, por outro lado, carrega as moléculas que saíram do líquido e não permite que elas retornem.

A condensação também pode ocorrer quando o vapor não está em contato com o líquido. É a condensação que explica, por exemplo, a formação das nuvens: as moléculas de vapor de água que se elevam acima da terra em camadas mais frias da atmosfera são agrupadas em minúsculas gotículas de água, cujas acumulações são nuvens. A condensação do vapor de água na atmosfera também causa chuva e orvalho.

Durante a evaporação, o líquido esfria e, tornando-se mais frio que o ambiente, começa a absorver sua energia. Durante a condensação, pelo contrário, uma certa quantidade de calor é liberada no ambiente e sua temperatura aumenta um pouco. A quantidade de calor liberada durante a condensação de uma unidade de massa é igual ao calor de evaporação.

O artigo fala sobre o que é a condensação, o que causa esse processo físico e onde ela pode ser vista na vida cotidiana.

Começar

A física é uma das disciplinas mais importantes para a humanidade. É claro que qualquer seguidor considera a “sua” ciência como tal, mas, no entanto, foi a física, juntamente com outras ciências técnicas naturais, que tornou possível, pelo menos um pouco, entender a estrutura do nosso mundo. Em todos os tempos houve aqueles que não estavam satisfeitos com a descrição bíblica do Universo e da natureza como um todo, e eles, sendo pioneiros, buscaram entender o estado das coisas por conta própria, como, por exemplo, o próprio Mikhailo Lomonosov.

Infelizmente, com a popularização da física, tudo não é tão simples, mas há alguns sucessos, se lembrarmos de "Entertaining Physics" de Perelman e uma série de trabalhos científicos de Stephen Hawking.

E a física também é interessante porque a cada segundo há muitos processos ao nosso redor aos quais estamos acostumados e não prestamos atenção, e são bastante interessantes do ponto de vista científico, por exemplo, um fenômeno como a condensação. Então, o que é condensação? Neste vamos entender.

Definição

Se nos voltarmos para a enciclopédia, então, segundo ela, a condensação é a transição de uma substância de gasosa para líquida ou sólida. Simplificando, é o processo de transformar um vapor em outra coisa, como um líquido. À primeira vista, tudo é bastante simples, todos estamos acostumados ao fato de que o vapor na sala é gradualmente depositado na forma de gotas de água nos objetos, e é assim. Então agora sabemos o que é condensação. No entanto, onde mais esse fenômeno ocorre e como é útil?

Chuva

A condensação também pode ser notada durante o cozimento, quando o vapor sobe de uma panela com água fervente e se deposita nas paredes ou objetos como pequenas gotas de líquido. Além disso, esse processo é mais claramente visível na sala de vapor do banho: se você derramar água em uma lareira em brasa, ela se transformará em estado gasoso e, à medida que a temperatura cair, começará a condensar nas paredes e piso.

Então agora sabemos o que é A propósito, de acordo com a lei de conservação de matéria e energia, exatamente tanto vapor voltará ao estado líquido quanto evaporou.

). A condensação ocorre em isotérmica. compressão, adiabático expansão e resfriamento ou ao mesmo tempo. abaixando-o e t-ry, o que leva ao fato de que os condensadores. a fase torna-se termodinamicamente mais estável do que a fase gasosa. Se, ao mesmo tempo, o t-ra for maior que o in para um determinado w-va, (liquefação) é formado, se for menor - o w-in passa para um estado sólido, ignorando o líquido (dessublimação). Para a condensação é amplamente utilizada em química. tecnologias de separação de misturas por meio de, durante e limpeza em-in, etc., em, por exemplo. em condensadores de turbinas a vapor, em refrigeração para condensação do fluido de trabalho, em dessalinização. instalações, etc. Ao condensar em poros estreitos, estes podem absorver muito. quantidade in-va da fase gasosa (ver). A consequência da condensação da água é chuva, neve, orvalho, geada. condensação líquida. No caso de condensação em volume ou mistura vapor-gás (condensação homogênea), o condensador a fase é formada na forma de pequenas gotas (neblina) ou pequenas gotas. Isso requer a presença de centros de condensação, que podem servir como gotículas muito pequenas (núcleos) formadas como resultado de flutuações na densidade da fase gasosa, partículas de poeira e partículas que carregam uma carga elétrica. carregar(). Na ausência de centros de condensação, pode durar muito tempo. tempo para estar no chamado. estado metaestável (supersaturado). Homogêneo estável. condensação começa no chamado. crítico supersaturação P kp =p a /p n onde p a - equilíbrio correspondente ao crítico. o diâmetro dos embriões, pH - sat. sobre uma superfície plana (por exemplo, para água, limpa de partículas sólidas ou P cr \u003d 5-8). A formação de neblina é observada tanto na natureza quanto na tecnologia. dispositivos, por exemplo. ao resfriar a mistura gás-vapor devido à radiação, molhado. A condensação em uma superfície saturada ou superaquecida ocorre a uma temperatura de superfície que é menor que a temperatura de saturação quando está em equilíbrio acima dela. É observado em muitas indústrias. dispositivos, to-rye são usados ​​para a condensação de produtos alvo, aquecimento decomp. ambientes, separação de misturas de vapor e vapor-gás, resfriamento de úmido, etc. Quando liquefeito sobre uma superfície bem umedecida pelo condensado, forma-se um filme contínuo (condensação do filme); em uma superfície que não é molhada por condensado ou parcialmente molhada - gotas individuais (condensação por gotejamento); em superfícies com propriedades não homogêneas (por exemplo, em metal polido com áreas contaminadas oxidadas) - zonas cobertas com um filme de condensado e gotas (condensação mista). Com condensação de filme de coeficientes puros. transferência de calor é determinada no principal. térmico a resistência do filme condensado, que depende do modo de seu fluxo. Este último, no caso de um filme praticamente imóvel, é determinado pelo número de Reynolds do filme: Re pl \u003d w d / v k, onde w, d - resp. velocidade da seção transversal e espessura do filme condensado, v k - cinemática. condensado. Para condensação em uma vertical ou tubo em Re pl menor que 5-8, o fluxo do filme é puramente laminar, quando esses valores são excedidos, Re pl é onda laminar, em Re pl >> 350-400 é turbulento. Em superfícies verticais significa. alturas, áreas com dec. regimes de fluxo de filme condensado. No fluxo laminar, um aumento em Re pl com o aumento da espessura do filme leva a uma diminuição do coeficiente. transferência de calor, com fluxo turbulento - ao seu aumento. Se superaquecido, a condensação é acompanhada por transferência de calor por convecção do ao condensado, cuja temperatura superficial é praticamente igual à temperatura de saturação em. Para in-in com um grande calor de condensação (por exemplo,) o calor de superaquecimento é geralmente insignificante comparado ao calor de condensação e pode ser desprezado. No caso da condensação do filme de uma tensão tangencial em movimento na interface, devido à transferência interfacial e de momento pelas partículas condensadas, que são aderidas ao filme condensado, provoca um aumento na velocidade e uma diminuição na espessura do filme com um fluxo descendente, pois um resultado do qual o coeficiente. transferência de calor aumenta. Em vazões de vapor mais altas, seu impacto no filme condensado pode levar não apenas a uma mudança em sua velocidade e espessura, mas também a distúrbios no fluxo (formação de ondas, turbulência), o que intensifica a transferência de calor no filme. Se o fluxo é direcionado para cima, o movimento do filme condensado laminar é retardado, sua espessura aumenta e o coeficiente a transferência de calor diminui à medida que a velocidade aumenta até que a ação do interfacial provoca o chamado. fluxo reverso (para cima) do filme condensado. Durante a condensação movendo-se dentro do tubo (canal) regimes de fluxo e a natureza da interação. vapor e fases líquidas podem variar significativamente como resultado de mudanças na taxa de formação da velocidade do condensado, tensão de cisalhamento na superfície interfacial e Re pl. Em altas velocidades (quando o efeito da gravidade sobre o filme condensado é desprezível e seu fluxo é determinado pela força principal ), coeficientes locais e médios ao longo do comprimento do tubo. as transferências de calor não dependem dos espaços. orientação do tubo. Se as forças da gravidade e são proporcionais, as condições de condensação são determinadas pelo ângulo do tubo e a direção mútua das fases. No caso de condensação dentro de um tubo horizontal e de baixa velocidade, forma-se um filme de condensado anular apenas na parte superior, parte da superfície interna do tubo. No fundo parte, aparece um "fluxo", em cuja zona, como resultado da espessura relativamente grande da camada, a transferência de calor é muito menos intensa do que no resto da área. No caso de condensação em um feixe de tubos horizontais, a vazão do condensado que flui aumenta de cima para baixo devido ao vazamento de condensado dos tubos sobrepostos para os subjacentes, e a vazão ao longo de seu caminho diminui. Em um feixe com uma seção transversal livre constante ou relativamente ligeiramente decrescente em altura entre os tubos, a taxa de fluxo descendente diminui gradualmente e o condensado flui da parte superior para a parte inferior dos tubos. Inicialmente, isso leva a uma diminuição nos coeficientes locais. transferência de calor (média ao longo do perímetro dos tubos) com um aumento no número da linha horizontal de tubos contados de cima. No entanto, a partir de uma determinada série, como resultado do vazamento de condensado, o fluxo do filme é perturbado e sua térmica. resistência é reduzida. Graças a isso, o coeficiente a transferência de calor pode se estabilizar, e com um efeito crescente de perturbação do fluxo do filme na parte inferior. tubos - aumentam com o aumento do número da linha. A intensificação da transferência de calor durante a condensação do filme pode ser conseguida perfilando sua superfície (por exemplo, usando a chamada superfície finamente ondulada), que ajuda a reduzir a espessura média do filme condensado, criando na superfície das artes, rugosidade , levando à bulização do filme por torniquete, exposição a ele com um dielétrico. fase líquida (por exemplo, durante a condensação) eletrostática. campo, sucção de condensado através de uma superfície porosa, etc. Ao condensar um líquido, a fase líquida é muito alta. Portanto, a parcela de térmica. a resistência do filme condensado na resistência total à transferência de calor é desprezível, e a térmica interfacial é decisiva. resistência devido à cinética molecular. efeitos na interface. Às vezes, a condensação do filme na superfície é acompanhada por homog. condensação na camada adjacente à interface. Se um a formação de névoa é indesejável neste caso (por exemplo, na produção de H 2 SO 4 pelo método nitroso ou na captura de solventes voláteis), o processo é realizado no máx. supersaturação abaixo de P cr. Durante a condensação por gotejamento, as pequenas gotas primárias formadas em uma superfície seca vertical ou inclinada crescem como resultado da continuação do processo, da fusão de gotas próximas e tocantes e puxando o condensado que estoura rapidamente entre as gotas para elas. As gotas que atingiram o diâmetro de "separação" fluem para baixo, unindo-se (coalescendo) com as pequenas gotas subjacentes, após o que pequenas gotas se formam novamente na superfície liberada e o ciclo se repete. As condições que determinam a ocorrência espontânea de condensação de gotículas raramente são observadas. Normalmente, para a implementação da condensação de gotas, uma camada fina de um liofobizador é aplicada a uma superfície sólida - in-va, que possui um condensado baixo e não molhável (por exemplo). No caso de condensação por gotejamento, o coeficiente a transferência de calor é muito maior (5-10 vezes ou mais) do que com filme. No entanto, a manutenção em condições de funcionamento prom. dispositivos para condensação de gotejamento estável é difícil. Portanto, o condensado dispositivos químicos. prom-sti, como regra, trabalham no modo de condensação do filme. A condensação na superfície do mesmo in-va ocorre em tecnologia. dispositivos na superfície de jatos dispersos (por exemplo, com a ajuda de spray, bicos) fornecidos ao volume ou fluindo para baixo. ou distribuição em permite desenvolver fortemente a superfície do contato de fase. Em alguns casos, a condensação é observada ao entrar no volume na forma de jatos ou bolhas (borbulhamento), bem como durante a formação de bolhas de vapor no volume, por exemplo. durante a cavitação. Para condensação de uma mistura dele com não condensável (ou não condensável a uma determinada temperatura) na superfície

O que é a condensação, como ela ocorre na natureza e a que ela leva?

1. Condensação de vapores (lat. condense eu condenso, engrossar) a transição de uma substância para um estado líquido ou sólido de um estado gasoso. A temperatura abaixo da qual ocorre a condensação é chamada de temperatura crítica. O vapor do qual a condensação pode ocorrer é saturado ou insaturado.
   Tipos de condensação

   As relações para diferentes tipos de condensação são derivadas com base em dados experimentais, bem como em física estatística e termodinâmica.

   editar Pressão de vapor saturado

   Na presença de uma fase líquida de uma substância, a condensação ocorre em supersaturações arbitrariamente pequenas e muito rapidamente. Neste caso, surge um equilíbrio móvel entre o líquido em evaporação e os vapores em condensação. A equação de Clausius de Clapeyron determina os parâmetros desse equilíbrio, em particular, a liberação de calor durante a condensação e o resfriamento durante a evaporação.

   editar Condensação de vapor supersaturado

   A presença de vapor supersaturado é possível nos seguintes casos:

   * a ausência de uma fase líquida ou sólida da mesma substância.
   * a ausência de núcleos de condensação de partículas sólidas ou gotículas líquidas suspensas na atmosfera, bem como íons (os núcleos de condensação mais ativos).
   * condensação em uma atmosfera de outro gás neste caso, a taxa de condensação é limitada pela taxa de difusão dos vapores do gás para a superfície do líquido.

   O instrumento da câmara de nuvens de física nuclear é baseado no fenômeno de condensação de íons.

   Na ausência de núcleos de condensação, a supersaturação pode atingir 8.001.000 por cento ou mais. Neste caso, a condensação começa em flutuações na densidade do vapor (pontos de compactação aleatória da matéria).

   editar Condensação de vapor insaturado

   A condensação de vapor insaturado é possível na presença de corpos porosos pulverulentos ou sólidos. A superfície curva (neste caso côncava) altera a pressão de equilíbrio e inicia a condensação capilar.

   editar Condensação na fase sólida

   A condensação, contornando a fase líquida, ocorre através da formação de pequenos cristais (dessublimação). Isso é possível se a pressão de vapor estiver abaixo da pressão no ponto triplo a uma temperatura reduzida.

2. Olá!
   A condensação é a transição de uma substância do estado gasoso da matéria para o estado líquido. Para que o vapor de água se condense na atmosfera, são necessárias duas condições:
   1) Saturação do ar com vapor de água (isso ocorre quando a temperatura cai);
   2) A presença de núcleos de condensação - partículas de microaerossóis, sobre as quais ocorre a deposição de microgotículas de água, veja sobre microsuspensões:
   http://answer.mail.ru/question/24108702/
   (no ar purificado a partir de microaerossóis, a condensação não ocorre mesmo quando supersaturado).
   Quando o vapor d'água se condensa na superfície da Terra, observa-se orvalho, quando ocorre condensação na baixa atmosfera, observa-se neblina, quando o vapor d'água condensa em altitudes, nuvens de várias formas e em diferentes alturas (ver apêndice), que trazem precipitação para a terra. Em temperaturas negativas do ar, ocorre uma transição direta do vapor d'água em cristais (sublimação) e, consequentemente, ocorre geada na Terra, neblina gelada na baixa atmosfera e formas de nuvens consistindo de cristais em altitudes. A forma das nuvens é interessante e antropogênica - Cirrocumulus condensado (trato Cc), causado pela passagem de uma aeronave em grandes altitudes, causado pela sublimação do vapor sobre os produtos de combustão emitidos pelos motores da aeronave, veja minha resposta a a pergunta para mais detalhes:

Tipos de condensação

Condensação de vapor saturado

Na presença de uma fase líquida de uma substância, a condensação ocorre em supersaturações arbitrariamente pequenas e muito rapidamente. Neste caso, surge um equilíbrio móvel entre o líquido em evaporação e os vapores em condensação. A equação Clausius-Clapeyron determina os parâmetros desse equilíbrio - em particular, a liberação de calor durante a condensação e o resfriamento durante a evaporação.

Condensação de vapor supersaturado

A presença de vapor supersaturado é possível nos seguintes casos:

• a ausência de uma fase líquida ou sólida da mesma substância.
• ausência núcleos de condensação- partículas sólidas ou gotículas líquidas suspensas na atmosfera, bem como íons (os núcleos de condensação mais ativos).
• condensação em uma atmosfera de outro gás - neste caso, a taxa de condensação é limitada pela taxa de difusão de vapores do gás para a superfície do líquido.

condensação de estado sólido

A condensação, contornando a fase líquida, ocorre através da formação de pequenos cristais (dessublimação). Isso é possível se a pressão de vapor estiver abaixo da pressão no ponto triplo a uma temperatura reduzida.

Condensação nas janelas

A formação de condensado no vidro ocorre na estação fria - no inverno ou no final do outono. Do ponto de vista da física, a formação de condensação nas janelas ocorre devido à diferença de temperaturas das superfícies de contato, principalmente na junção da moldura e do próprio vidro. Quanto maior essa diferença, mais umidade se deposita em uma superfície unitária por unidade de tempo. Se a diferença de temperatura exceder 55-60 °, o condensado sedimentado pode se transformar em uma fina crosta de gelo ou geada. O motivo da formação de condensação no vidro é a lenta circulação do ar na sala, bem como a umidade excessiva.

Veja também

Links

• Sobre métodos de lidar com condensado no portal de construção

Literatura

Fundação Wikimedia. 2010.

Sinônimos:

Antônimos:

• Condensação (engenharia de calor)
• Condensador (engenharia de calor)

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