Hva skjer med en gass under Kondens?

Hvis du noen gang har sett et bilvindu tåke opp fra innsiden, vet du hva kondens fra gass til væske ser ut. Selv om du ikke vet hva som skjer på molekylært nivå, er kondens en enkel prosess å forstå intuitivt. Men du kan fortsatt få en dypere forståelse av denne prosessen ved å nærme seg det fra perspektivet til termodynamikk.

Kinetic Energy

Molekylene i en gass så som etanoldamp flyr rundt, kolliderer med hverandre og veggene i sine beholderlignende små ping-pong-baller. De hastigheter ved hvilke de beveger seg er høye nok til at tiltrekningskrefter mellom dem ikke kan holde dem sammen. Temperaturen av gassen er et mål på gjennomsnittlig kinetisk energi - hvor fort den gjennomsnittlige molekyl i gassen er i bevegelse. Som du kjøle gassen ned, dampmolekyler beveger seg saktere. På et tidspunkt, vil de tiltrekkende kreftene mellom dem være tilstrekkelig til å holde et økende antall av dem sammen.

eksoterm prosess

Ser på molekyler av vanndamp som et eksempel. Når vannmolekyler fra dampen kondensere til en væske, danner de et nettverk av interaksjonene som kalles hydrogenbindinger. Forming obligasjoner alltid frigjør energi, mens bryte obligasjoner alltid tar energi. Følgelig kondensasjonen prosessen i dette og andre tilfeller er eksoterm, noe som betyr at det frigjør energi. Fordampning, derimot, er en endoterm reaksjon som absorberer energi. Som vanndamp kondenserer på glasset holder din avkjølt drikke, er det kondenserende vanndamp absorberer energi fra kald drikke, hjelper det å varme opp raskere.

Equilibrium

Kondens og fordampning er ikke gjensidig utelukkende prosesser. Faktisk, hvis du kan "zoome inn" og se molekylene i en dråpe vann på siden av glass vann, ville du sannsynligvis legge merke til at til enhver tid noen molekyler rømmer rulle, mens andre blir med det. Med andre ord, både fordampning og kondensering finner sted. Kondens skjer raskere; imidlertid, og det er derfor dråpene på siden av din drink glass vokser. Hvis de to prosessene som skjedde på nøyaktig samme takt, vil du ha en likevekt. Selv om både kondensering og fordampning vil likevel være forekommende, vil den netto mengde vann og vanndamp opphøre å endre seg.

Damptrykk

Tenk deg at du tok litt vann og legg den i en lukket beholder med et par inches av plass for luft på toppen. I begynnelsen vil fordampningen finne sted mye hurtigere enn kondensasjon, og konsentrasjonen av vanndamp i luften plass på toppen av beholderen vil øke. Til slutt, men at konsentrasjonen av vanndampen vil bli høy nok til at kondensering og fordampning skjer med samme hastighet, og nå har man nådd likevekt. Partialtrykket av vanndampen i denne likevekt kalles damptrykk (noen ganger mettet damptrykk).