Ce cauzează condensul și evaporarea?

Evaporarea și condensarea fac parte din ciclul natural al apei. Sunt procese fizice prin care această substanță își schimbă starea: de la lichid la gazos și de la gazos la lichid. Soarele încălzește apa și o evaporă, transformând-o în abur. Curenții de aer transportă vaporii în atmosferă, unde este o temperatură mai scăzută. Acest lucru determină condensarea vaporilor de apă și formarea norilor. Particulele de nor intră în contact și cad sub formă de precipitații, care pot fi ploaie, zăpadă sau grindină.

Mai târziu, apa care se încadrează în precipitații devine parte din apele subterane, lacuri și râuri, care se varsă în mări și oceane, de unde ciclul începe din nou.

Totuși, procesele de evaporare și condensare au loc și artificial, în laboratoare și industrie. Aceste două procese nu apar numai cu apă, ci și cu alte substanțe.

ce este evaporarea

Pe lângă faptul că este un proces care face parte din ciclul apei, evaporarea implică o tranziție în care o substanță aflată în stare lichidă trece în stare gazoasă. Acest lucru se face numai la suprafața dintre lichid și gaz. Evaporarea este procesul opus de condensare.

Evaporarea diferă de fierbere deoarece, așa cum am menționat mai sus, este un proces care are loc la suprafață și nu în lichid. Acesta este un proces endotermic, deoarece necesită căldură pentru a realiza schimbarea de fază. Căldura este necesară pentru a depăși forțele de coeziune moleculară care caracterizează starea lichidă. De asemenea, este important în timpul expansiunii sale, când lichidul se vaporizează.

Evaporarea este, de asemenea, o metodă utilizată pentru separarea componentelor amestecurilor solide sau lichide. Pe măsură ce temperatura crește, moleculele substanțelor lichide devin gazoase și se pierd în aer. Celelalte componente rămân în recipient.

De asemenea, evaporarea poate fi definită și ca un „proces de răcire”. Acest lucru se datorează faptului că elimină căldura din aerul din jur. Un exemplu clar în acest sens este transpirația umană, care „răcește” corpul datorită evaporării sale pentru a menține temperatura corpului.

Cum se întâmplă evaporarea

Pentru ca moleculele de apă să treacă de la starea lichidă la starea gazoasă, ele trebuie să câștige energie termică. Ei fac acest lucru prin ciocnirea cu alte molecule de apă. Prin urmare, procesul de evaporare este strâns legat de mișcarea moleculelor și de creșterea temperaturii. Dacă există o temperatură mai mare, moleculele se mișcă mai repede și evaporarea are loc mai rapid. Aceasta este influențată și de viteza de difuzie a substanței. De exemplu, acetona se evaporă mult mai repede decât apa.

Când moleculele de apă ating 100 de grade Celsius, ele au energia cinetică necesară pentru a deveni gaz. Dar chiar și la temperaturi mai scăzute, unele particule de pe suprafață pot avea suficientă energie pentru a depăși forțele din starea lichidă și pentru a se evapora.

Cu cât temperatura apei este mai mare, cu atât este mai mare probabilitatea ca particule cu suficientă energie cinetică să se evapore. Din acest motiv, radiația solară facilitează acest proces, deoarece furnizează energie particulelor. De fapt, particulele care se evaporă sunt cele cu cea mai mare energie. Din acest motiv, restul particulelor pierd energie și astfel temperatura lor este redusă. Acesta este motivul pentru răcirea unui botijo ​​sub soare.

În viteza de evaporare intervin și alți factori importanți: presiunea, umiditatea aerului, vântul și suprafața pe care se află lichidul. Evaporarea va avea loc mai rapid dintr-o zonă mică decât dintr-o zonă mai mare.

De asemenea, nu toate lichidele se evaporă în același ritm, așa cum este cazul alcoolului sau uleiului de gătit obișnuit. Viteza de evaporare va depinde de proprietățile fiecărei substanțe și de condițiile la care este expusă.

Exemple de evaporare

Există numeroase exemple de evaporare. Unii dintre ei sunt:

• Formarea norilor: soarele încălzește apa mării și vaporii de apă care se evaporă se ridică împinși de curenții de aer cald și formează nori.
• Hainele umede care se usucă după agățarea lor: temperatura mai ridicată atunci când agățați hainele la soare, folosind un uscător sau apropiindu-le de un încălzitor, permite evaporarea apei care impregnează hainele.
• Aburul care iese dintr-o cratiță la gătit: se produce atunci când apa începe să fiarbă.
• Evaporarea alcoolului la temperatura camerei: datorita difuziei mari a acestei substante.
• Fum dintr-o ceașcă de cafea fierbinte.
• Pământul umed care se usucă.
• Dispariția bălților care se formează de ploaie.
• Transpirația corpului.
• Evaporarea apei sărate de mare, datorită căreia se obține sare de mare.
• Ciclul apei: Evaporarea este o parte importantă a ciclului apei în natură. Când particulele de apă primesc suficientă energie termică, ele se evaporă. Apoi cad sub formă de precipitații și în cele din urmă se întorc în mare.

ce este condensarea

Condensarea este procesul opus evaporării deoarece permite trecerea apei din starea gazoasă în faza lichidă. Acest lucru se întâmplă atunci când presiunea vaporilor de apă este mai mare decât presiunea vaporilor de saturație.

Poate fi denumit și „proces de încălzire”. Deși atunci când apa se evaporă, trebuie să aibă loc răcirea pentru ca aceasta să se condenseze, căldura este eliberată în aerul din jur.

Un exemplu foarte comun de condensare în natură este roua, care este vapori de apă care, atunci când temperatura scade în zori, se condensează și cade la suprafață.

Procesul de condensare depinde de presiunea, temperatura și saturația aerului. Când temperatura scade la „punct de rouă”, energia cinetică a moleculelor este redusă și acest lucru facilitează condensarea.

Cum se produce condensul

Pentru ca condensul să aibă loc, apa trebuie să piardă energie cinetică (energia mișcării). Particulele de vapori de apă au o energie mare între moleculele lor și acest lucru provoacă multă mișcare între ele, permițându-le să se distanțeze. Când această energie se pierde, fie din cauza pierderii energiei termice, fie din cauza unei modificări a presiunii, moleculele de apă încetinesc și se apropie, devenind lichide.

Cantitatea de vapori de apă dintr-o masă de aer se numește „umiditate absolută”. În schimb, cantitatea de vapori de apă pe care o conține masa de aer în comparație cu cantitatea totală de vapori pe care o poate acumula este „umiditatea relativă”. Punctul de rouă este atins atunci când aerul devine saturat, adică atunci când există o umiditate relativă de 100%. Desigur, aceasta variază în funcție de presiune și temperatură. Cu cât umiditatea relativă este mai mare, cu atât este mai mare rata de condensare a vaporilor într-o masă de aer.

Exemple de condensare

Câteva exemple comune de condensare sunt:

• Roua: scăderea temperaturii care are loc în timpul dimineții devreme facilitează condensarea vaporilor de apă prezenți în aer și se depun sub formă de picături pe suprafețe. Când temperatura crește odată cu răsăritul soarelui, roua se evaporă și ciclul de evaporare și condensare începe din nou.
• Ceață: bancurile de ceață sunt particule de apă în suspensie care se condensează atunci când intră în contact cu suprafețe mai reci, cum ar fi geamurile ferestrelor.
• Ploaia: atunci când norii se ciocnesc, are loc precipitarea particulelor de apă care s-au condensat, formând astfel ploaia.
• Picături de apă care apar în băuturile reci: suprafața unei cutii de răceală are o temperatură mai scăzută decât cea a mediului, prin urmare primește umiditate din aerul din jur, care se condensează pentru a forma picături de apă.
• Apa eliberată de unitățile de aer condiționat: deoarece acestea absorb umiditatea din aer, care se află la o temperatură mult mai scăzută decât cea din exterior, și o condensează.
• O oglindă care aburiză: atunci când faci un duș fierbinte, vaporii de apă aderă la cele mai reci suprafețe și se condensează, aburind oglinzile și alte obiecte.
• Aburirea ochelarilor de scufundare: aerul dintre sticla ochelarilor de scufundare si fata noastra contine vapori de apa care la randul lor provin din transpiratie. Fiind în apă, a cărei temperatură este mai mică decât cea a aerului, vaporii de apă se condensează și încețesc sticla paharelor.
• Respirația: dacă respirăm lângă o bucată de sticlă sau într-un loc unde este temperatură scăzută și umiditate mare, vom vedea vaporii de apă ca mici picături sau un vapor albicios. Acest lucru se întâmplă deoarece aerul din plămânii noștri are o temperatură mai mare decât suprafața sau mediul exterior. Prin urmare, se condensează și devine vizibil.
• Ciclul apei: Ca și evaporarea, condensul este o parte esențială a ciclului apei. Vaporii de apă se ridică în straturile superioare ale atmosferei, unde există curenți de aer rece. Acolo se condensează sub formă de nori care precipită în stare lichidă sub formă de ploaie.

Utilizări și aplicații ale evaporării și condensului

Atât evaporarea, cât și condensarea favorizează efectuarea altor procese, în special în domeniul științei, industriei și ingineriei.

aplicatii de evaporare

Prin intermediul evaporatoarelor concepute pentru a facilita procesul de evaporare se desfășoară numeroase activități industriale.

Una dintre ele este producția de produse lactate. Aici, evaporarea este folosită pentru a produce lapte, lapte condensat, proteine ​​din lapte, zer și alte produse.

De asemenea, este folosit pentru a produce lapte de soia și sucuri de fructe; extracte de cafea, ceai, malț, drojdie; produse hidrolizate, cum ar fi siropul de glucoză sau proteinele hidrolizate.
În industria frigorifică este folosit pentru a forma extracte de carne, oase și plasmă sanguină. În industria păsărilor de curte, procesul de evaporare este esențial pentru a produce concentrații de ouă întregi sau albușuri.

aplicatii de condensare

Condensarea este esențială pentru realizarea distilării, un proces foarte important în laboratoare și în industrie.

Apa poate fi obținută din condens și, din acest motiv, se folosesc echipamente colectoare de rouă, care colectează umiditatea din aer. În acest fel, umiditatea pământului este folosită în zonele deșertice sau semiaride.

Condensarea este utilă și pentru obținerea de substanțe chimice. Se foloseste ca metoda de transformare in lichide a unor gaze care se obtin in reactii chimice. În acest fel, se evită dispersia lui în atmosferă.

Condensatoarele sunt folosite in industrie pentru racirea si condensarea gazelor care trec prin ele.

Acasă, condensatorii sunt folosiți în frigidere sau frigidere. De asemenea, sunt folosite la fabricarea stingătoarelor de incendiu. Acestea stochează dioxidul de carbon condensat la presiune ridicată.

Bibliografie

• Diverși autori. Fizică și chimie. (2015). Spania. Santillana Educaţie.
• Munca colectivă edebé. Fizica si Chimie . (2015). Spania. Edebé.
• Diverși autori. Cartea de fizica. (2020). Spania. Editorial Akal.