凝結

凝結(),或稱凝析,是氣體遇冷而變成液體,如水蒸气遇冷变成水。温度越低,凝結速度越快。在水循环中常提到凝結。像空氣中的水蒸气接觸到其他固體、液體表面,或是接觸到云凝结核,因而形成液體,即為凝結。若气体遇冷後直接變成固體,則稱為凝华。

凝結也是化工生产中常見的程序,以成本低的水或空气作冷凝的介质,使其他物質的溫度降低。经过冷凝操作后,水或空气温度会升高,如果直接排放会造成热污染。

凝結和蒸发是作用相反的两个单元操作,蒸馏是蒸发和凝結的联合操作。

開始凝結
凝結的開始是由於氣相物質中形成了團簇結構(例如雲中水滴或雪花的形成),或是氣態物質接觸到固態或是液態的表面。

一些可逆性的現象
以下是氣態/固態或是氣態/液態的表面會出現的一些可逆性現象。

  • 氣態物質被液態所吸收(氣態和液態的物質可能相同,也可能氣態物質溶解在液態中),其可逆反應為蒸发。

凝結也是在云室中追蹤粒子的關鍵過程。在云室中,因為入射粒子產生的離子即為凝結核,氣體會在附近凝結,形成產生類似飛機雲的效果。

凝結也是許多工業程序中的關鍵步驟,例如發電,海水淡化、熱管理、冷凍及空調等程序。

和生物體的關係
許多生物是靠凝結而來的水作為水份的來源,例如澳洲的魔蜥、纳米比亚海岸的拟步行虫,以及美國西岸的加州紅木。

建築物內的凝結
建築物內的水氣凝結會導致建築物內的濕氣、、木材或腐蚀、水泥和砖石墙壁受損,以及因為熱傳導的增加造成空調電費的增加,是不希望看到的現象。為了避免這些問題,需要降低室內的濕度,或是改善室內的通風。有許多可行的方式,例如開窗戶、打開通風扇、使用除濕機、在室外烘干衣服、在烹調時覆盖锅碗瓢盆等。裝設空調系統或是通風系統有助於將室內的濕氣排出,也讓建築物內的空氣可以流通。若提高溫度,空氣中可以容納的水蒸氣量就會增加。

参见

  • 通风井
  • 玻色–爱因斯坦凝聚
  • 云物理学
  • 冷凝器

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  • 开尔文方程
  • 相图
  • 相變
  • 反常凝析
  • 表面冷凝器

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  • 氣體液化

參考資料

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