Was verursacht Kondensation und Verdunstung?

Verdunstung und Kondensation sind Teil des natürlichen Wasserkreislaufs. Es sind physikalische Prozesse, durch die dieser Stoff seinen Zustand ändert: von flüssig zu gasförmig und von gasförmig zu flüssig. Die Sonne erwärmt das Wasser und verdunstet es, wodurch es in Dampf umgewandelt wird. Luftströmungen tragen den Dampf in die Atmosphäre, wo eine niedrigere Temperatur herrscht. Dies führt zur Kondensation von Wasserdampf und zur Bildung von Wolken. Wolkenpartikel kommen in Kontakt und fallen als Niederschlag, der Regen, Schnee oder Hagel sein kann.

Später wird das in den Niederschlägen fallende Wasser Teil des Grundwassers, von Seen und Flüssen, die in die Meere und Ozeane münden, wo der Kreislauf von neuem beginnt.

Die Prozesse des Verdampfens und Kondensierens finden aber auch künstlich in Labor und Industrie statt. Diese beiden Prozesse finden nicht nur bei Wasser, sondern auch bei anderen Stoffen statt.

was ist verdunstung

Die Verdunstung ist nicht nur ein Prozess, der Teil des Wasserkreislaufs ist, sondern auch ein Übergang, bei dem ein flüssiger Stoff in einen gasförmigen Zustand übergeht. Dies geschieht nur an der Oberfläche zwischen Flüssigkeit und Gas. Verdunstung ist der entgegengesetzte Prozess der Kondensation.

Die Verdampfung unterscheidet sich vom Sieden dadurch, dass es sich, wie oben erwähnt, um einen Prozess handelt, der an der Oberfläche und nicht in der Flüssigkeit stattfindet. Dies ist ein endothermer Prozess, da Wärme benötigt wird, um die Phasenänderung zu erreichen. Wärme ist notwendig, um die Kräfte der molekularen Kohäsion zu überwinden, die den flüssigen Zustand charakterisieren. Es ist auch während seiner Expansion wichtig, wenn die Flüssigkeit verdampft.

Verdampfung ist auch eine Methode, die verwendet wird, um die Komponenten von festen oder flüssigen Gemischen zu trennen. Mit steigender Temperatur werden die Moleküle flüssiger Substanzen gasförmig und gehen in der Luft verloren. Die anderen Komponenten verbleiben im Behälter.

Ebenso kann die Verdunstung auch als „Kühlprozess“ definiert werden. Dies liegt daran, dass es der Umgebungsluft Wärme entzieht. Ein klares Beispiel dafür ist der menschliche Schweiß, der den Körper dank seiner Verdunstung „kühlt“, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten.

Wie kommt es zu verdunstung

Damit Wassermoleküle vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergehen, müssen sie Wärmeenergie gewinnen. Sie tun dies, indem sie mit anderen Wassermolekülen kollidieren. Daher ist der Verdampfungsprozess eng mit der Bewegung von Molekülen und der Temperaturerhöhung verbunden. Bei höherer Temperatur bewegen sich die Moleküle schneller und die Verdunstung erfolgt schneller. Diese wird auch durch die Diffusionsgeschwindigkeit der Substanz beeinflusst. Beispielsweise verdunstet Aceton viel schneller als Wasser.

Wenn Wassermoleküle 100 Grad Celsius erreichen, haben sie die nötige kinetische Energie, um gasförmig zu werden. Aber auch bei niedrigeren Temperaturen können einige Partikel an der Oberfläche genug Energie haben, um die Kräfte des flüssigen Zustands zu überwinden und zu verdampfen.

Je höher die Temperatur des Wassers ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel mit genügend kinetischer Energie zum Verdampfen vorhanden sind. Aus diesem Grund erleichtert die Sonnenstrahlung diesen Prozess, da sie den Teilchen Energie zuführt. Tatsächlich verdampfen die Teilchen mit der höchsten Energie. Dadurch verlieren die restlichen Teilchen Energie und damit ihre Temperatur. Dies ist der Grund für die Abkühlung eines Botijo ​​​​unter der Sonne.

Auch andere wichtige Faktoren wirken sich auf die Verdunstungsgeschwindigkeit aus: Druck, Luftfeuchtigkeit, Wind und die Oberfläche, auf der sich die Flüssigkeit befindet. Die Verdunstung erfolgt schneller von einem kleinen Bereich als von einem größeren.

Auch verdunsten nicht alle Flüssigkeiten gleich schnell, wie das bei Alkohol oder herkömmlichem Speiseöl der Fall ist. Die Verdunstungsrate hängt von den Eigenschaften jeder Substanz und den Bedingungen ab, denen sie ausgesetzt ist.

Beispiele für Verdunstung

Es gibt zahlreiche Beispiele für Verdunstung. Einige von ihnen sind:

• Die Bildung von Wolken: Die Sonne erwärmt das Meerwasser, und der dabei verdunstende Wasserdampf steigt durch die heißen Luftströme nach oben und bildet Wolken.
• Nasse Kleidung, die nach dem Aufhängen getrocknet wird: Die höhere Temperatur beim Aufhängen der Kleidung in der Sonne, bei Verwendung eines Trockners oder wenn sie näher an eine Heizung gebracht wird, ermöglicht die Verdunstung des Wassers, das die Kleidung imprägniert.
• Der Dampf, der beim Kochen aus einem Topf kommt: Er entsteht, wenn das Wasser zu kochen beginnt.
• Die Verdunstung von Alkohol bei Raumtemperatur: aufgrund der hohen Diffusion dieser Substanz.
• Rauch von einer heißen Tasse Kaffee.
• Der nasse Boden, der austrocknet.
• Das Verschwinden der Pfützen, die sich durch den Regen gebildet haben.
• Körperschweiß.
• Die Verdunstung von salzigem Meerwasser, wodurch Meersalz gewonnen wird.
• Der Wasserkreislauf: Die Verdunstung ist ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs in der Natur. Wenn die Wasserpartikel genügend Wärmeenergie erhalten, verdampfen sie. Sie fallen dann als Niederschlag und kehren schließlich ins Meer zurück.

was ist kondensation

Kondensation ist der entgegengesetzte Prozess zur Verdampfung, da sie den Übergang von Wasser aus dem gasförmigen Zustand in die flüssige Phase ermöglicht. Dies tritt auf, wenn der Wasserdampfdruck größer als der Sättigungsdampfdruck ist.

Es kann auch als „Erwärmungsprozess“ bezeichnet werden. Obwohl beim Verdunsten von Wasser eine Kühlung erfolgen muss, damit es kondensieren kann, wird Wärme an die Umgebungsluft abgegeben.

Ein sehr häufiges Beispiel für Kondensation in der Natur ist Tau, Wasserdampf, der, wenn die Temperatur im Morgengrauen sinkt, kondensiert und auf die Oberfläche fällt.

Der Kondensationsprozess ist abhängig von Druck, Temperatur und Sättigung der Luft. Wenn die Temperatur auf den „Taupunkt“ sinkt, wird die kinetische Energie der Moleküle reduziert und dies erleichtert die Kondensation.

Wie Kondensation entsteht

Damit Kondensation auftritt, muss Wasser kinetische Energie (Bewegungsenergie) verlieren. Die Wasserdampfpartikel haben eine große Energie zwischen ihren Molekülen und dies verursacht viel Bewegung zwischen ihnen, wodurch sie sich voneinander entfernen können. Wenn diese Energie verloren geht, entweder durch den Verlust von Wärmeenergie oder durch eine Druckänderung, werden die Wassermoleküle langsamer und nähern sich an und werden zu einer Flüssigkeit.

Die Menge an Wasserdampf in einer Luftmasse wird als „absolute Feuchtigkeit“ bezeichnet. Stattdessen ist die Menge an Wasserdampf, die die Luftmasse enthält, verglichen mit der Gesamtmenge an Dampf, die sie ansammeln kann, die „relative Feuchtigkeit“. Der Taupunkt ist erreicht, wenn die Luft gesättigt ist, also bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 %. Dies variiert natürlich je nach Druck und Temperatur. Je höher die relative Luftfeuchtigkeit, desto höher die Kondensationsrate von Dampf in einer Luftmasse.

Beispiele für Kondensation

Einige gängige Beispiele für Kondensation sind:

• Tau: Der am frühen Morgen auftretende Temperaturabfall erleichtert die Kondensation des in der Luft vorhandenen Wasserdampfs und lagert sich in Form von Tröpfchen auf Oberflächen ab. Wenn die Temperatur mit Sonnenaufgang ansteigt, verdunstet der Tau und der Kreislauf von Verdunstung und Kondensation beginnt von neuem.
• Nebel: Nebelbänke sind schwebende Wasserpartikel, die kondensieren, wenn sie mit kühleren Oberflächen, wie z. B. Fensterscheiben, in Kontakt kommen.
• Der Regen: Wenn die Wolken kollidieren, kommt es zum Niederschlag der kondensierten Wasserpartikel, wodurch der Regen entsteht.
• Wassertröpfchen, die in kalten Getränken entstehen: Die Oberfläche einer kalten Dose hat eine niedrigere Temperatur als die Umgebung, daher erhält sie Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft, die zu Wassertröpfchen kondensiert.
• Das von Klimaanlagen freigesetzte Wasser: Denn sie nehmen Feuchtigkeit aus der viel kälteren Luft als draußen auf und kondensieren sie.
• Ein Spiegel, der beschlägt: Beim heißen Duschen haftet Wasserdampf an den kältesten Oberflächen und kondensiert, wodurch Spiegel und andere Gegenstände beschlagen.
• Beschlagen der Taucherbrille: Die Luft zwischen dem Glas der Taucherbrille und unserem Gesicht enthält Wasserdampf, der wiederum durch Schweiß entsteht. Im Wasser, dessen Temperatur niedriger ist als die der Luft, kondensiert der Wasserdampf und beschlägt das Glas der Brille.
• Atmung: Wenn wir in der Nähe einer Glasscheibe oder an einem Ort mit niedriger Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit atmen, sehen wir den Wasserdampf als kleine Tropfen oder als weißlichen Dampf. Dies geschieht, weil die Luft in unseren Lungen eine höhere Temperatur hat als die Oberfläche oder die äußere Umgebung. Daher verdichtet es sich und wird sichtbar.
• Der Wasserkreislauf: Wie die Verdunstung ist die Kondensation ein wesentlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs. Der Wasserdampf steigt in die oberen Schichten der Atmosphäre auf, wo es zu kalten Luftströmen kommt. Dort kondensiert es in Form von Wolken, die sich flüssig als Regen niederschlagen.

Verwendungen und Anwendungen von Verdunstung und Kondensation

Sowohl die Verdampfung als auch die Kondensation begünstigen die Leistung anderer Prozesse, insbesondere in den Bereichen Wissenschaft, Industrie und Technik.

Verdampfungsanwendungen

Mit Verdampfern, die den Verdampfungsprozess erleichtern sollen, werden zahlreiche industrielle Aktivitäten durchgeführt.

Einer davon ist die Herstellung von Milchprodukten. Hier wird durch Verdampfung Milch, Kondensmilch, Milchproteine, Molke und andere Produkte hergestellt.

Es wird auch zur Herstellung von Sojamilch und Fruchtsäften verwendet; Extrakte aus Kaffee, Tee, Malz, Hefe; hydrolysierte Produkte wie Glucosesirup oder hydrolysiertes Protein.
In der Kühlindustrie wird es zur Bildung von Extrakten aus Fleisch, Knochen und Blutplasma verwendet. In der Geflügelindustrie ist der Verdampfungsprozess für die Herstellung von Vollei- oder Eiweißkonzentrationen unerlässlich.

Kondensationsanwendungen

Die Kondensation ist für die Durchführung der Destillation unerlässlich, ein sehr wichtiger Prozess in Labors und in der Industrie.

Wasser kann aus Kondensation gewonnen werden, und aus diesem Grund werden Tausammelgeräte verwendet, die Feuchtigkeit aus der Luft sammeln. Auf diese Weise wird die Feuchtigkeit der Erde in Wüsten- oder Halbwüstengebieten genutzt.

Kondensation ist auch nützlich, um Chemikalien zu erhalten. Es wird als Methode verwendet, um einige Gase, die bei chemischen Reaktionen erhalten werden, in Flüssigkeiten umzuwandeln. Auf diese Weise wird seine Ausbreitung in die Atmosphäre vermieden.

Kondensatoren werden in der Industrie zum Kühlen und Kondensieren der durchströmenden Gase eingesetzt.

Zu Hause werden Kondensatoren in Kühlschränken oder Kühlschränken verwendet. Sie werden auch bei der Herstellung von Feuerlöschern verwendet. Diese speichern kondensiertes Kohlendioxid unter hohem Druck.

Literaturverzeichnis

• Verschiedene Autoren. Physik und Chemie. (2015). Spanien. Santillana-Bildung.
• Kollektives Werk edebé. Physik und Chemie . (2015). Spanien. Edebé.
• Verschiedene Autoren. Das Physikbuch. (2020). Spanien. Redaktion Akal.