Конденсация происходит, когда водяной пар снова превращается в жидкую воду. Изучите определение конденсации, узнайте, как она работает, а затем посмотрите примеры этого процесса.
Определение
Середина лета, светит солнце. Ты помогал своим родителям с работой во дворе в течение последнего часа, и ты вспотел! После того, как работа сделана, вы направляетесь внутрь, чтобы охладиться в кондиционере и выпить стакан воды. Поскольку позже вы пойдете в кино, вы решаете быстро принять душ. Вы смотрите на себя в зеркало, прежде чем войти, замечая, что ваше лицо слегка обожжено.
После душа вы еще раз быстро смотрите, не стал ли ваш солнечный ожог сильнее. Но ждать! Вы забыли включить вентилятор, и теперь зеркало покрыто запотеванием. Вы протираете участок рукой и замечаете, что на зеркале есть маленькие капельки воды. Откуда взялись туман и капли воды?
Конденсация – это процесс, при котором водяной пар в воздухе превращается в жидкую воду. Другими словами, вода в воздухе, газ, известный как водяной пар , из вашего горячего душа охлаждается, когда встречается с поверхностью холодного зеркала. Это привело к тому, что водяной пар конденсировался или превратился в жидкую форму. Вы заметите это как влагу или капельки воды и тумана, которые образовались на зеркале.
Вы также можете думать о конденсации с точки зрения противоположности испарения или процесса превращения жидкости в газ. Это происходит, когда на плите кипятится кастрюля с водой. Пар, другая форма водяного пара, и пузырьки, которые вы видите в кипящем котле с водой, свидетельствуют о превращении жидкости в газ.
Объяснение конденсации
Точка конденсации воды равна температуре кипения воды. Это происходит при 212 градусах по Фаренгейту или 100 градусах Цельсия. Когда вы увеличиваете температуру воды до 100 градусов по Цельсию и выше, вода будет кипеть. Если вы измените процесс и охладите водяной пар до температуры 100 градусов по Цельсию и ниже, он сконденсируется и вернется в жидкую форму.
Хотя конденсация происходит при всех температурах от 32 градусов по Фаренгейту (или 0 градусов Цельсия) до 212 градусов по Фаренгейту (или 100 градусов по Цельсию), она наиболее заметна при большой разнице температур между объектом и атмосферой. Например, в жаркий день вы можете увидеть капельки воды на внешней стороне ведерка с мороженым. В этом случае вы можете увидеть конденсат в действии.
Однако через три часа это ведерко с мороженым растаяло, и вода снаружи может исчезнуть. Но конденсация все еще происходит, просто в гораздо меньшей степени и медленнее, поэтому ее можно не заметить. Имейте в виду, что в воздухе всегда есть вода, даже если мы не всегда «видим» ее признаки.
Конденсацию воды можно изобразить на графике давление-температура.
Примеры
Стакан воды
Самый распространенный пример образования конденсата — стакан холодной воды в жаркий день. Холодная жидкость находится внутри стакана, но на его внешней стороне также есть капельки воды. Это не та вода. Капли воды на внешней стороне жидкого стакана образуются из водяного пара в воздухе, который охлаждается и конденсируется на стекле.
Самолеты
Когда самолеты летают по небу, их двигатели выбрасывают водяной пар. С земли мы можем видеть следы, которые они оставляют после себя. Это тоже форма конденсации. Водяной пар от двигателя очень горячий, а температура наружного воздуха на высоте 35 000 футов составляет около -40 градусов по Фаренгейту. Быстрое охлаждение водяного пара от двигателя самолета приводит к тому, что водяной пар конденсируется и вызывает образование облаков или паровых следов. На самом деле образование самих облаков вызвано конденсацией водяного пара в атмосфере, переходящей в жидкое состояние.
Резюме урока
Конденсация происходит, когда водяной пар в воздухе охлаждается, превращаясь из газа в жидкость. Этот процесс может происходить при различных температурах от 32 до 212 градусов по Фаренгейту или от 0 до 100 градусов по Цельсию. Наиболее заметно это при значительной разнице в объекте и температуре атмосферы. Некоторые примеры конденсации включают пот на ведерке с мороженым, капельки воды на внешней стороне холодного стакана воды и следы пара, которые мы часто видим, оставляя самолеты в небе.
Процесс конденсации
Объект имеет значительную разницу температуры с наружным воздухом (вспомните ледяную воду).
Водяной пар в воздухе соприкасается с предметом и охлаждается.
При охлаждении пар переходит в жидкое состояние.
Конденсация Опыт 1
- 1. Возьмите два прозрачных пластиковых стаканчика.
- 2. Наполните первую пластиковую чашку наполовину горячей (кипящей) водой.
- 3. Поместите вторую чашку поверх первой так, чтобы края обеих чашек совпали.
- 4. Поместите кубик льда поверх второй чашки.
- 5. Предположите, где будет образовываться конденсат (примеры ответов: внутри первой чашки, снаружи второй чашки и т. д.)
Ожидаемое наблюдение: внутри второго стакана будет образовываться конденсат. Пар – это газообразная форма воды. Когда пар в первой чашке поднимается вверх, он достигает второй чашки, где воздух холоднее. Достигнув более холодного воздуха, пар охлаждается ниже точки кипения воды, и происходит фазовый переход, в результате которого образуются капли жидкой воды.
Конденсация Опыт 2
- 1. Наполните прозрачный пластиковый стаканчик водой примерно наполовину и поставьте в морозильную камеру.
- 2. Через 10 минут достаньте пластиковый стаканчик из морозильной камеры и поставьте на стол или прилавок.
- 3. Предположите, где будет образовываться конденсат (примеры ответов: внутри стакана, снаружи стакана и т. д.)
Ожидаемое наблюдение: Конденсация будет происходить снаружи чашки. Воздух вокруг нас полон влаги. Влага – это вода в виде пара (газа). При циркуляции воздуха часть водяного пара контактирует с более холодным воздухом, окружающим чашку. Достигнув более холодного воздуха, водяной пар охлаждается ниже точки кипения воды, и происходит фазовый переход, в результате которого образуются капли жидкой воды. Примечание. Некоторая конденсация может также образовываться внутри чашки, так как внутренняя часть чашки холоднее окружающего воздуха, но более заметная конденсация должна происходить снаружи чашки, поскольку большая часть этой внешней поверхности более непосредственно подвергается воздействию окружающего воздуха.