Una reacción exotérmica emite energía térmica. La condensación es el proceso por el cual el vapor de agua se convierte en agua líquida. Esto ocurre típicamente cuando las moléculas de vapor de agua entran en contacto con moléculas más frías. Esto hace que las moléculas de vapor de agua pierdan algo de energía en forma de calor. Una vez que se pierde suficiente energía, el vapor de agua cambia de estado a líquido.
Entalpía y cambios de fase
La entalpía describe el cambio en la energía de un sistema. En el caso del agua, el "sistema" es el agua misma. A presión constante, la entalpía se refiere a los cambios en el calor. Un proceso exotérmico implica un cambio negativo en la entalpía o una pérdida de calor. A medida que el vapor de agua se condensa en líquido, pierde energía en forma de calor. Por lo tanto, este proceso es exotérmico.
¿Dónde almacena el vapor de agua su energía?
La energía existe dentro de un compuesto de varias maneras. Las moléculas pueden tener diferentes cantidades y tipos de energía cinética. La energía cinética vibratoria y rotacional se manifiesta cuando las moléculas se doblan y giran. La energía cinética de traslación es la fuerza que mueve una molécula completa. En líquidos y sólidos, las moléculas también pueden interactuar entre sí para formar enlaces intermoleculares. En un gas, se supone que la fuerza de estos enlaces intermoleculares es cero. La energía en el vapor de agua es energía cinética de traslación, y depende de la temperatura. A medida que la temperatura disminuye, la energía cinética se disipa en calor. Eventualmente, los enlaces intermoleculares son lo suficientemente fuertes como para cambiar el estado del vapor de agua en líquido.
¿Cuánta energía pierde el vapor de agua?
Cuando una sustancia se transforma de líquido en gas, se requiere energía igual a la entalpía de vaporización. Para revertir este proceso, el sistema emitirá tanta energía. La entalpía de vaporización del agua es de aproximadamente 44 kilojulios por mol a 25 grados centígrados. Esto significa que cada mol de agua requiere 44 kilojulios para convertirse en vapor a 25 grados centígrados. Esta es también la cantidad de energía que emitirá el agua cuando se condensa a esa temperatura.
Nucleación
El vapor de agua necesita un sitio físico para que se produzca la condensación. Las moléculas individuales de vapor de agua no se condensarán sin partículas suficientemente grandes a las que puedan unirse. Para proporcionar un sitio para la condensación, el aire debe estar saturado con vapor de agua y debe tener partículas más grandes. Estas partículas más grandes pueden ser minerales o gotitas suficientemente grandes. Una vez que una molécula de vapor de agua entra en contacto con una molécula más grande que sirve como un sitio de nucleación, puede liberar calor y condensarse en agua líquida.
