Vad orsakar kondens och avdunstning?

Avdunstning och kondens är en del av det naturliga vattnets kretslopp. De är fysiska processer på grund av vilka detta ämne ändrar tillstånd: från vätska till gasformig och från gasformig till vätska. Solen värmer vattnet och förångar det och förvandlar det till ånga. Luftströmmar för ångan till atmosfären, där det finns en lägre temperatur. Detta orsakar kondensering av vattenånga och bildandet av moln. Molnpartiklar kommer i kontakt och faller som nederbörd, vilket kan vara regn, snö eller hagel.

Senare blir vattnet som faller i nederbörden en del av grundvatten, sjöar och floder, som rinner ut i haven och oceanerna, varifrån cykeln börjar igen.

Emellertid sker förångnings- och kondensationsprocesserna också artificiellt, i laboratorier och industri. Dessa två processer sker inte bara med vatten, utan även med andra ämnen.

vad är avdunstning

Förutom att vara en process som är en del av vattnets kretslopp, innebär avdunstning en övergång där ett ämne som är i flytande tillstånd övergår i ett gasformigt tillstånd. Detta görs endast vid ytan mellan vätskan och gasen. Avdunstning är den motsatta processen av kondensation.

Avdunstning skiljer sig från kokning eftersom det, som nämnts ovan, är en process som sker på ytan och inte i vätskan. Detta är en endoterm process eftersom den kräver värme för att uppnå fasändringen. Värme är nödvändigt för att övervinna krafterna av molekylär kohesion som kännetecknar det flytande tillståndet. Det är också viktigt under dess expansion, när vätskan förångas.

Indunstning är också en metod som används för att separera komponenterna i fasta eller flytande blandningar. När temperaturen ökar blir molekylerna av flytande ämnen gasformiga och går förlorade i luften. De andra komponenterna finns kvar i behållaren.

På samma sätt kan avdunstning också definieras som en ”avkylningsprocess”. Detta beror på att det tar bort värme från den omgivande luften. Ett tydligt exempel på detta är mänsklig svett, som ”kylar” kroppen tack vare dess avdunstning för att hålla kroppstemperaturen.

Hur sker avdunstning

För att vattenmolekyler ska gå från flytande till gasformigt tillstånd måste de få värmeenergi. Det gör de genom att kollidera med andra vattenmolekyler. Därför är förångningsprocessen nära relaterad till molekylernas rörelse och temperaturökningen. Om det är högre temperatur rör sig molekylerna snabbare och avdunstning sker snabbare. Detta påverkas också av ämnets diffusionshastighet. Till exempel avdunstar aceton mycket snabbare än vatten.

När vattenmolekyler når 100 grader Celsius har de den nödvändiga kinetiska energin för att bli en gas. Men även vid lägre temperaturer kan vissa partiklar på ytan ha tillräckligt med energi för att övervinna krafterna i det flytande tillståndet och avdunsta.

Ju högre temperaturen på vattnet är, desto större är sannolikheten att det kommer att finnas partiklar med tillräckligt med kinetisk energi för att avdunsta. Av denna anledning underlättar solstrålning denna process, eftersom den ger energi till partiklarna. Faktum är att partiklarna som avdunstar är de med högst energi. På grund av detta förlorar resten av partiklarna energi och därmed sänks deras temperatur. Detta är anledningen till att en botijo ​​svalnar under solen.

Andra viktiga faktorer påverkar också avdunstningshastigheten: tryck, luftfuktighet, vind och ytan där vätskan finns. Avdunstning sker snabbare från ett litet område än från ett större.

Inte heller alla vätskor avdunstar i samma hastighet, som är fallet med alkohol eller vanlig matolja. Avdunstningshastigheten kommer att bero på egenskaperna hos varje ämne och de förhållanden som det utsätts för.

Exempel på avdunstning

Det finns många exempel på avdunstning. Några av dem är:

• Bildandet av moln: solen värmer upp havsvattnet och vattenångan som avdunstar stiger driven av strömmarna av varm luft och bildar moln.
• Våta kläder som torkas efter upphängning: den högre temperaturen när man hänger kläderna i solen, använder en torktumlare eller för dem närmare en värmare, tillåter avdunstning av vattnet som impregnerar kläderna.
• Ångan som kommer ut ur en kastrull vid tillagning: den produceras när vattnet börjar koka.
• Avdunstning av alkohol vid rumstemperatur: på grund av den höga diffusionen av detta ämne.
• Rök från en varm kopp kaffe.
• Den blöta jorden som torkar upp.
• Försvinnandet av pölarna som bildas av regnet.
• Kroppssvett.
• Avdunstning av salt havsvatten, tack vare vilket havssalt erhålls.
• Vattnets kretslopp: Avdunstning är en viktig del av vattnets kretslopp i naturen. När vattenpartiklarna får tillräckligt med värmeenergi avdunstar de. De faller sedan som nederbörd och återvänder så småningom till havet.

vad är kondens

Kondensation är den motsatta processen till avdunstning eftersom den tillåter övergången av vatten från gasform till flytande fas. Detta inträffar när vattenångtrycket är högre än mättnadsångtrycket.

Det kan också kallas en ”uppvärmningsprocess”. Även när vatten avdunstar måste kylning ske för att det ska kondensera, värme släpps ut i den omgivande luften.

Ett mycket vanligt exempel på kondens i naturen är dagg, som är vattenånga som, när temperaturen sjunker i gryningen, kondenserar och faller på ytan.

Kondensationsprocessen beror på luftens tryck, temperatur och mättnad. När temperaturen sjunker till ”daggpunkt” minskar molekylernas kinetiska energi och det underlättar kondensationen.

Hur kondens uppstår

För att kondens ska uppstå måste vatten förlora kinetisk energi (rörelseenergin). Vattenångpartiklarna har en stor energi mellan sina molekyler och detta orsakar mycket rörelse mellan dem, vilket gör att de kan distansera sig. När denna energi går förlorad, antingen på grund av förlust av termisk energi, eller på grund av en tryckförändring, saktar vattenmolekylerna ner och rör sig närmare och blir en vätska.

Mängden vattenånga i en luftmassa kallas ”absolut fuktighet”. Istället är mängden vattenånga som luftmassan innehåller jämfört med den totala mängden ånga som den kan ackumulera den ”relativa luftfuktigheten”. Daggpunkten uppnås när luften blir mättad, det vill säga när det finns en relativ luftfuktighet på 100 %. Detta varierar givetvis beroende på tryck och temperatur. Ju högre relativ fuktighet, desto högre kondensationshastighet av ånga i en luftmassa.

Exempel på kondens

Några vanliga exempel på kondens är:

• Dagg: temperaturfallet som inträffar tidigt på morgonen underlättar kondenseringen av vattenånga som finns i luften och avsätts i form av droppar på ytor. När temperaturen stiger med soluppgången avdunstar daggen och cykeln av avdunstning och kondens börjar igen.
• Dimma: Dimbankar är svävande vattenpartiklar som kondenserar när de kommer i kontakt med kallare ytor, såsom fönsterrutor.
• Regnet: när molnen kolliderar sker utfällningen av vattenpartiklarna som kondenseras, vilket bildar regnet.
• Vattendroppar som förekommer i kalla drycker: ytan på en kall burk har en lägre temperatur än miljön, därför tar den emot fukt från den omgivande luften, som kondenserar och bildar vattendroppar.
• Vattnet som frigörs av luftkonditioneringsenheter: eftersom de absorberar fukt från luften, som har en mycket lägre temperatur än utanför, och kondenserar den.
• En spegel som imma: när du tar en varm dusch fäster vattenånga på de kallaste ytorna och kondenserar, imma speglar och andra föremål.
• Dykglasögon imma: luften mellan glaset på dykarglasögonen och vårt ansikte innehåller vattenånga som i sin tur kommer från svett. När vattenångan befinner sig i vattnet, vars temperatur är lägre än luftens temperatur, kondenserar vattenångan och dimmar glasen i glasen.
• Andning: om vi andas nära en glasbit eller på en plats där det är låg temperatur och mycket luftfuktighet kommer vi att se vattenångan som små droppar eller en vitaktig ånga. Detta beror på att luften i våra lungor har en högre temperatur än ytan eller den yttre miljön. Därför kondenserar det och blir synligt.
• Vattnets kretslopp: Liksom avdunstning är kondens en viktig del av vattnets kretslopp. Vattenångan stiger till de övre lagren av atmosfären, där det finns strömmar av kall luft. Där kondenserar det i form av moln som faller ut i flytande tillstånd som regn.

Användningar och tillämpningar av förångning och kondensering

Både förångning och kondensering gynnar prestanda för andra processer, särskilt inom området vetenskap, industri och teknik.

indunstningstillämpningar

Med hjälp av förångare utformade för att underlätta förångningsprocessen utförs många industriella aktiviteter.

En av dem är produktion av mejeriprodukter. Här används avdunstning för att producera mjölk, kondenserad mjölk, mjölkproteiner, vassle och andra produkter.

Det används också för att producera sojamjölk och fruktjuicer; extrakt av kaffe, te, malt, jäst; hydrolyserade produkter såsom glukossirap eller hydrolyserat protein.
Inom kylindustrin används det för att bilda extrakt av kött, ben och blodplasma. Inom fjäderfäindustrin är avdunstningsprocessen avgörande för att producera koncentrationer av hela ägg eller äggvita.

kondenseringsapplikationer

Kondensering är avgörande för att genomföra destillation, en mycket viktig process i laboratorier och i industrin.

Vatten kan erhållas från kondens, och av denna anledning används dagguppsamlarutrustning som samlar upp fukt från luften. På så sätt används jordens fuktighet i öken eller halvtorra områden.

Kondensering är också användbart för att få fram kemikalier. Det används som en metod för att omvandla vissa gaser som erhålls i kemiska reaktioner till vätskor. På så sätt undviks dess spridning i atmosfären.

Kondensorer används inom industrin för att kyla och kondensera de gaser som passerar genom dem.

Hemma används kondensatorer i kylskåp eller kylskåp. De används också vid tillverkning av brandsläckare. Dessa lagrar kondenserad koldioxid vid högt tryck.

Bibliografi

• Olika författare. Fysik och kemi. (2015). Spanien. Santillana utbildning.
• Kollektivt arbete edebé. Fysik och kemi . (2015). Spanien. Edebé.
• Olika författare. Fysik boken. (2020). Spanien. Ledare Akal.