Конденсация

Конденсация- превращение вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое. А сами эти состояния называются конденсированными состояниями вещества.
Конденсация возможна только при температуре ниже критической и может происходить как из насыщенного, так и ненасыщенного пара. При наличии жидкой фазы того же вещества процесс конденсации (в отсутствие других газов) начинается при сколь угодно малых пересыщениях и протекает очень быстро. Установившееся равновесное давление паров определяется только их температурой (уменьшаясь с её понижением) и называется давлением насыщенных паров. Это давление характеризуется тем, что наступает подвижное равновесие между количеством испаряющейся жидкости и количеством конденсирующихся паров. Так как при конденсации тепло выделяется, то есть скрытая теплота отрицательна, и удельный объём жидкой фазы меньше, чем газовой, то из Уравнение Клапейрона—Клаузиуса" уравнения Клапейрона—Клаузиуса следует, что при повышении температуры повышается давление насыщенных паров. Если же пары находятся в атмосфере другого газа, то скорость конденсации ограничивается скоростью диффузии паров из газа к поверхности жидкости и возможны более или менее значительные пересыщения паров вдали от поверхности жидкости.

В отсутствии жидкой или твёрдой фазы того же вещёства конденсация пара возможна при существовании т.н. ядер конденсации. Вследствие того, что давление насыщенных паров над выпуклой поверхностью больше, чем над плоской, конденсация на ядрах начинается только при значительном пересыщении. Ядрами конденсации могут быть некоторые типы взвешенных в атмосфере пара твёрдых частиц и капелек жидкости или заряженные молекулы газа — ионы, являющиеся наиболее активными ядрами конденсации. При отсутствии ядер конденсации начинается в точках случайного уплотнения вещёства — флюктуациях плотности пара. В этом случае пересыщение может достигать 800—1000 и более процентов. На явлении конденсации на ионах основан один из основных приборов современной ядерной физики — Камера Вильсона.

Конденсация может наступать при давлении пара, меньшем, чем давление насыщенных паров при данной температуре в присутствии твёрдых пористых или порошкообразных тел. Это явление, так же как и конденсация на ядрах, связано с изменением равновесного давления над кривой (в данном случае вогнутой) поверхностью и носит название Капиллярная конденсация. В том случае, если давление паров ниже давления в тройной точке при понижении температуры, конденсация происходит, минуя жидкую фазу, посредством образования мелких кристалликов (десублимация). Выведенные на основе статистической физики и термодинамики соотношения для разных видов конденсации в большинстве случаев хорошо согласуются с опытом.
Взгляните на рисунок: пар, вырывающийся из чайника невидимой струей, вскоре конденсируется – превращается в туман (скопление мельчайших капелек воды).

Чтобы конденсация произошла, пар должен отдать теплоту окружающим телам. В результате он превратится в жидкость или туман, а окружающие его тела нагреются. Например, при конденсации всего пара, вырывающегося из носика кипящего чайника, выделяется столько теплоты, что ее хватит для нагревания двух ведер воды комнатной температуры до 100 °С!