Kondenzacija

Kondenzacijom se u fizici naziva fazni prijelaz neke supstance iz gasovitog u tečno ili čvrsto agregatno stanje. Proizvod kondenzacije naziva se kondenzat, dok se supstanca u tečnom ili čvrstom stanju općenito naziva i kondenzirana supstanca. Vrijednosti pritiska i temperature koje vladaju tokom kondenzacije nazivaju se zajedno kondenzacijske tačke. Suprotna pojava kondenzaciji je isparavanje,^[1] kao i specifičnom slučaju kod čvrstih supstanci, sublimaciji. Pri isparavanju oduzima se toplota isparavanja, dok se ona pri kondenzaciji ponovno vraća okolini. Kondenzacija je važna pojava kod destilacije kao metode razdvajanja smjesa.

Kondenzirana voda

Termodinamičke osnove

U zavisnosti od načina nukleacijskih procesa, razlikuju se dvije osnovne vrste kondenzacije. Uslov koji se u oba slučaja mora ispuniti je da je gasna faza prezasićena u odnosu na kondenzirane sastavne dijelove. Ukoliko se pojedine čestice gasa sjedinjuju pri svom sudaru unutar gasa, tada se javlja slučaj homogene kondenzacije. Za to je neophodno da se sudaraju dovoljno spore čestice bez utjecaja graničnih površina, sve do nastanka većih struktura. Ovaj proces je moguć samo pri većoj prezasićenosti po pravilu od nekoliko stotina postotaka.

Nasuprot ovog slučaja, kod heterogene kondenzacije potrebno je vrlo malehna zasićenost, često čak i ispod 1%. Ovaj oblik kondenzacije javlja se na već postojećim površinama, također po pravilu i kod lebdećih čvrstih čestica u gasnoj fazi, oko takozvanih kondenzacijskih jezgri odnosno čestica aerosola. Oni djeluju u odnosu na određene gasove kao jedna vrsta hvatanja čestica, čime se može u znatnoj mjeri odrediti promjer i hemijske osobine čestica, kao i čestica gasa koje se na njega hvataju. Ova analogija ne vrijedi i za površine određenih tijela, pri čemu se tada ona nazivaju nosači

Tehnička primjena

Parna elektrana

U parnim elektranama, vodena para iz parne turbine se dalje hladi u kondenzatoru i kondenzira se u vodu. Ova voda se opet koristi kao polazna osnova za dobijanje vodene pare u parnom kotlu. Time se zatvara proizvodni proces.

Sistemi grijanja

U hemijskoj industriji kondenzacija vodene pare igra vrlo važnu ekonomsku ulogu, jer daje neophodnu energiju za hemijske procese povezane sa vodenom parom. Nakon davanja termičke energije preostaje kondenzirana voda, koja se prikuplja zatvorenim kružnim cijevima. Ova čista voda se nakon provjere kvaliteta i eventualne pripreme ponovno uvodi u parni kotao gdje opet nastaje para. Takvim vraćanjem kondenzata postižu se ogromne uštede.

Također, sistemi grijanja u vozovima i zgradama, koristili su i djelimično još koriste vlažnu paru za transport toplote. Temperatura grijnog tijela se postepeno zaustavlja na maksimalnih 100 °C, što je temperatura kondenzacije vode pri primijenjenom niskom nadpritisku.

Kondenzacija ispušnih gasova

Otpadni gasovi nastali sagorijevanjem fosilnih goriva, biogenih materija i smeća iz domaćinstava, sadrže veliki udio vodene pare. Savremena postrojenja za sagorijevanje hlade otpadne gasove u kondenzatoru. Pri tome u prvom planu stoji korištenje latentne toplote udjela pare. Dobijeni kondenzat, osim vode, sadrži i druge prateće supstance, čije je ispuštanje u okolinu smanjeno ili onemogućeno kondenzacijom otpadnih gasova.

Hlađenje

U rasadnicima i staklenim baštama nerijetko dolazi do problema prekomjernog zagrijavanja i poremećaja kruženja zraka, što se može djelimično ublažiti takozvanim sistemom hipoizmjenjivača, pri kojem vrući zrak upija vodu koja isparava te se na najvišem mjestu staklenika vlažni zrak usisava te se dalje preko hipokaustičnih cijevi provodi do hladnijeg tla, gdje se vodena para kondenzira te se kondenzacijska toplota otpušta u tlo. Slično funkcioniraju i adijabatski sistemi za hlađenje, koji koriste toplotu isparavanja vode.

Odvlaživanje

Za uklanjanje vlage iz novoizgrađenih objekata i građevina kao i za sušenje zidova naročito u vlažnim prostorijama ili objektima gdje se obično nakupljaju velike količine vodene pare (poput zatvorenih bazena), koriste se odvlaživači zraka. Oni kondenziraju vodenu paru iz usisanog zraka iz prostora, a iz uređaja se ispušta osušeni zrak koji opet dalje upija vlagu iz prostora. Slično funkcionira i kondenzacijska sušilica koja se koristi za sušenje odjeće.

Literatura

• Frank Frössel: Schimmelpilze in Wohnungen. Baulino Verlag, Waldshut-Tiengen 2006, ISBN 3-938537-18-3.
• Werner Riedel, Heribert Oberhaus, Frank Frössel, Wolfgang Haegele: Wärmedämm-Verbundsysteme. 2. izdanje. Baulino 2008, ISBN 978-3-938537-01-5.

Reference

1. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology: "condensation in atmospheric chemistry", 2. izd. (the "Gold Book") (1997)

Vanjski linkovi

• Stefanie Lorenz, Hilke Stümpel: Lernmodul "Kondensation und Feuchtemaße": Wasser in der Atmosphäre Arhivirano 16. 6. 2015. na Wayback Machine (de)

Također pogledajte

• Isparavanje
• Destilacija