Condensation

La condensation est le changement de l’ état de la matière de la phase gazeuse à la phase liquide , et est l’inverse de la vaporisation . Le mot fait le plus souvent référence au cycle de l’eau . ^[1] Il peut également être défini comme le changement de l’état de la vapeur d’eau en eau liquide lorsqu’elle est en contact avec une surface liquide ou solide ou des noyaux de condensation de nuages ​​dans l’ atmosphère . Lorsque la transition se produit directement de la phase gazeuse à la phase solide, le changement est appelé dépôt .

Condensation se formant dans la zone de basse pression au-dessus de l’aile d’un avion en raison de l’ expansion adiabatique

Initiation

La condensation est initiée par la formation d’ Amas atomiques/moléculaires de cette espèce dans son volume gazeux – comme la formation de gouttes de pluie ou de flocons de neige dans les nuages ​​- ou au contact entre une telle phase gazeuse et une surface liquide ou solide. Dans les nuages ​​, cela peut être catalysé par des protéines de nucléation de l’eau , produites par des microbes atmosphériques, capables de lier des molécules d’eau gazeuses ou liquides. ^[2]

Scénarios de réversibilité

Quelques scénarios de réversibilité distincts se dégagent ici en fonction de la nature de la surface.

• l’absorption à la surface d’un liquide (soit de la même substance, soit de l’un de ses solvants) est réversible sous forme d’ évaporation . ^[1]
• adsorption (sous forme de gouttelettes de rosée) sur une surface solide à des pressions et des températures supérieures au point triple de l’espèce – également réversible sous forme d’évaporation.
• l’adsorption sur une surface solide (sous forme de couches supplémentaires de solide) à des pressions et des températures inférieures au point triple de l’espèce est réversible sous forme de sublimation .

Scénarios les plus courants

La condensation se produit généralement lorsqu’une vapeur est refroidie et/ou comprimée jusqu’à sa limite de saturation lorsque la densité moléculaire dans la phase gazeuse atteint son seuil maximal. L’équipement de refroidissement et de compression de la vapeur qui recueille les liquides condensés est appelé « condenseur » .

Condensation sur une fenêtre par temps froid. Condensation à l’extérieur d’une fenêtre, due à sa situation face à la mer qui produit régulièrement des embruns humides .

La mesure

La Psychrométrie mesure les taux de condensation par évaporation dans l’humidité de l’air à diverses pressions atmosphériques et températures. L’eau est le produit de sa condensation de vapeur – la condensation est le processus d’une telle conversion de phase.

Applications de la condensation

Dans les chambres à brouillard , un liquide (parfois de l’eau, mais généralement de l’ Isopropanol ) se condense au contact d’une particule de rayonnement , produisant ainsi un effet similaire aux Traînées de condensation

La condensation est un élément crucial de la distillation , une application importante de laboratoire et de chimie industrielle.

Étant donné que la condensation est un phénomène naturel, elle peut souvent être utilisée pour générer de l’eau en grande quantité à usage humain. De nombreuses structures sont conçues uniquement dans le but de collecter l’eau de condensation, comme les puits d’air et les clôtures antibrouillard . De tels systèmes peuvent souvent être utilisés pour retenir l’humidité du sol dans les zones où la désertification active se produit, à tel point que certaines organisations éduquent les personnes vivant dans les zones touchées sur les condenseurs d’eau pour les aider à faire face efficacement à la situation. ^[3]

C’est également un processus crucial dans la formation de traces de particules dans une chambre à brouillard . Dans ce cas, les ions produits par une particule incidente agissent comme des centres de nucléation pour la condensation de la vapeur produisant les Traînées de “nuages” visibles.

Les applications commerciales de la condensation, tant par les consommateurs que par l’industrie, comprennent la production d’électricité, le dessalement de l’eau, ^[4] la gestion thermique, ^[5] la réfrigération, ^[6] et la climatisation. ^[7]

Adaptation biologique

De nombreux êtres vivants utilisent de l’eau rendue accessible par la condensation. Quelques exemples de ceux-ci sont le diable épineux australien , les coléoptères noirs de la côte namibienne et les séquoias côtiers de la côte ouest des États-Unis .

Condensation dans la construction de bâtiments

Condensation sur une fenêtre lors d’une averse.

La condensation dans la construction de bâtiments est un phénomène indésirable car elle peut provoquer de l’humidité , des problèmes de moisissure , la pourriture du bois , la corrosion , l’affaiblissement des murs en mortier et en maçonnerie et des pénalités énergétiques dues à un transfert de chaleur accru.. Pour atténuer ces problèmes, l’humidité de l’air intérieur doit être abaissée ou la ventilation de l’air dans le bâtiment doit être améliorée. Cela peut se faire de plusieurs manières, par exemple en ouvrant les fenêtres, en allumant les ventilateurs d’extraction, en utilisant des déshumidificateurs, en séchant les vêtements à l’extérieur et en couvrant les casseroles et les poêles pendant la cuisson. Des systèmes de climatisation ou de ventilation peuvent être installés pour aider à éliminer l’humidité de l’air et à déplacer l’air dans un bâtiment. ^[8] La quantité de vapeur d’eau qui peut être stockée dans l’air peut être augmentée simplement en augmentant la température. ^[8]Cependant, cela peut être une épée à double tranchant, car la plupart de la condensation dans la maison se produit lorsque de l’air chaud et humide entre en contact avec une surface froide. Comme l’air est refroidi, il ne peut plus contenir autant de vapeur d’eau. Cela conduit à un dépôt d’eau sur la surface froide. Ceci est très apparent lorsque le chauffage central est utilisé en combinaison avec des fenêtres à simple vitrage en hiver.

La condensation interstructure peut être causée par des ponts thermiques , une isolation insuffisante ou manquante, une étanchéité ou des vitrages isolants . ^[9]

Table

Transitions de phase de la matière (

• v
• t
• e

)

Pour Depuis	Solide	Liquide	Gaz	Plasma
Solide	Fusion	Sublimation
Liquide	Gelé	Vaporisation
Gaz	Déposition	Condensation	Ionisation
Plasma	Recombinaison

Voir également

• Puits d’air (condenseur)
• Condensat de Bose-Einstein
• Physique Des nuages
• Condensation d’ADN
• Groasis Waterboxx
• Équation de Kelvin
• Liquéfaction des gaz
• Diagramme de phase
• Transition de phase
• Condensation rétrograde
• Condenseur superficiel

Références

1. ^ ^{un b} IUPAC , Compendium de Terminologie Chimique , 2ème rédacteur. (le “Livre d’or”) (1997). Version corrigée en ligne : (2006–) « condensation en chimie atmosphérique ». doi : 10.1351/goldbook.C01235
2. ^ Schiermeier, Quirin (2008-02-28). “Bactéries “faisant la pluie” trouvées dans le monde entier” . Nature . Récupéré le 21/06/2018 .
3. ^ FogQuest – Projets de collecte de brouillard / de collecte d’eau – Bienvenue Archivé le 23/02/2009 à la Wayback Machine
4. ^ Warsinger, David M.; Mistry, Karan H.; Nayar, Kishor G. ; Chung, Hyung Won; Lienhard V., John H. (2015). “Génération d’entropie de dessalement alimentée par la chaleur résiduelle à température variable” . Entropie . 17 (11): 7530–7566. Bibcode : 2015Entrp..17.7530W . doi : 10.3390/e17117530 .
5. ^ White, FM ‘Transfert de chaleur et de masse’ © 1988 Addison-Wesley Publishing Co. pp. 602–604
6. ^ Q&A : Condenseur refroidi par air à microcanaux ; Réfrigération internationale Heatcraft ; avril 2011 ; “Copie archivée” (PDF) . Archivé (PDF) de l’original le 2012-04-17 . Récupéré le 20/02/2013 . {{cite web}}: Maint CS1 : copie archivée comme titre ( lien )
7. ^ Enright, Ryan (23 juillet 2014). “Condensation goutte à goutte sur des surfaces micro et nanostructurées” (PDF) . Ingénierie thermophysique à l’échelle nanométrique et microscopique . 18 (3): 223–250. Bibcode : 2014NMTE…18..223E . doi : 10.1080/15567265.2013.862889 . hdl : 1721.1/85005 . S2CID 97855214 .
8. ^ ^{un b} “la Condensation” . Ruche de propriété. Archivé de l’original le 13/12/2013.
9. ^ “Condensation autour de la maison – ce qui cause la condensation” . diydata.com . Archivé de l’original le 13/01/2008.

Sources