Condensação

Condensação é a mudança do estado da matéria da fase gasosa para a fase líquida, e é o inverso da vaporização. A palavra na maioria das vezes refere-se ao ciclo da água. Também pode ser definido como a mudança no estado do vapor de água para água líquida quando em contato com uma superfície líquida ou sólida ou núcleos de condensação de nuvens dentro da atmosfera. Quando a transição acontece da fase gasosa para a fase sólida diretamente, a mudança é chamada de deposição.^[1]

Condensação da umidade na superfície de uma garrafa contendo água gelada.

Iniciação

A condensação é iniciada pela formação de aglomerados atômicos/moleculares dessa espécie dentro de seu volume gasoso – como gota de chuva ou formação de flocos de neve dentro de nuvens – ou no contato entre essa fase gasosa e uma superfície líquida ou sólida. Nas nuvens, isso pode ser catalisado por proteínas nucleadoras de água, produzidas por micróbios atmosféricos, que são capazes de se ligar a moléculas de água gasosa ou líquida.^[2]

Cenários de reversibilidade

Alguns cenários distintos de reversibilidade emergem aqui em relação à natureza da superfície:^[1]

• absorção na superfície de um líquido (da mesma substância ou de um de seus solventes) – é reversível como evaporação.
• adsorção (como gotículas de orvalho) na superfície sólida a pressões e temperaturas superiores ao ponto triplo da espécie – também reversível como evaporação.
• A adsorção na superfície sólida (como camadas suplementares de sólido) a pressões e temperaturas inferiores ao ponto triplo da espécie é reversível como sublimação.

Cenários mais comuns

A condensação geralmente ocorre quando um vapor é resfriado e/ou comprimido até seu limite de saturação quando a densidade molecular na fase gasosa atinge seu limite máximo. O equipamento de resfriamento e compressão de vapor que coleta líquidos condensados é chamado de "condensador".^[3]

Medição

A psicrometria mede as taxas de condensação através da evaporação na umidade do ar em várias pressões e temperaturas atmosféricas. A água é o produto de sua condensação de vapor – a condensação é o processo dessa conversão de fase.^[3]

Aplicações da condensação

A condensação é um componente crucial da destilação, uma importante aplicação de química laboratorial e industrial.

Como a condensação é um fenômeno natural, muitas vezes pode ser usada para gerar água em grandes quantidades para uso humano. Muitas estruturas são feitas exclusivamente com a finalidade de coletar água da condensação, como poços de ar e cercas de neblina. Esses sistemas muitas vezes podem ser usados para reter a umidade do solo em áreas onde a desertificação ativa está ocorrendo – tanto que algumas organizações educam as pessoas que vivem em áreas afetadas sobre condensadores de água para ajudá-las a lidar efetivamente com a situação.

É também um processo crucial na formação de trilhas de partículas em uma câmara de nuvens. Neste caso, os íons produzidos por uma partícula incidente atuam como centros de nucleação para a condensação do vapor produzindo os rastros de "nuvens" visíveis.

As aplicações comerciais da condensação, tanto pelos consumidores como pela indústria, incluem a geração de energia, a dessalinização da água,^[4] a gestão térmica,^[5] a refrigeração^[6] e o ar condicionado.^[7]

Adaptação biológica

Numerosos seres vivos utilizam água tornada acessível por condensação. Alguns exemplos disso são o diabo espinhoso australiano, os besouros escuros da costa da Namíbia e as sequoias costeiras da costa oeste dos Estados Unidos.

Condensação na construção civil

Condensação em uma janela durante uma chuva de chuva

A condensação na construção civil é um fenômeno indesejado, pois pode causar umidade, problemas de saúde do mofo, apodrecimento da madeira, corrosão, enfraquecimento das paredes de argamassa e alvenaria e penalidades energéticas devido ao aumento da transferência de calor. Para aliviar esses problemas, a umidade do ar interno precisa ser reduzida, ou a ventilação do ar no edifício precisa ser melhorada. Isso pode ser feito de várias maneiras, por exemplo, abrindo janelas, ligando exaustores, usando desumidificadores, secando roupas do lado de fora e cobrindo panelas e frigideiras durante o cozimento. Sistemas de ar condicionado ou ventilação podem ser instalados que ajudam a remover a umidade do ar e mover o ar por todo o edifício.^[8] A quantidade de vapor de água que pode ser armazenada no ar pode ser aumentada simplesmente aumentando a temperatura.  No entanto, isso pode ser uma faca de dois gumes, pois a maior parte da condensação em casa ocorre quando o ar quente e úmido entra em contato com uma superfície fria. À medida que o ar é resfriado, ele não consegue mais reter tanto vapor de água. Isso leva à deposição de água na superfície fria. Isso é muito aparente quando o aquecimento central é usado em combinação com janelas de vidro único no inverno.^[8]

A condensação interestrutural pode ser causada por pontes térmicas, isolamento insuficiente ou ausente, impermeabilização úmida ou vidros isolados.^[9]

Ver também

• Liquefação de gases
• Solidificação
• Trilha de condensação
• Vaporização

Referências

1. Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. «IUPAC - condensation (C01235)». goldbook.iupac.org. doi:10.1351/goldbook.c01235. Consultado em 5 de abril de 2024
2. Schiermeier, Quirin (28 de fevereiro de 2008). «'Rain-making' bacteria found around the world». Nature (em inglês). ISSN 1476-4687. doi:10.1038/news.2008.632. Consultado em 5 de abril de 2024
3. «FogQuest - Fog Collection / Water Harvesting Projects - Welcome». web.archive.org. 23 de fevereiro de 2009. Consultado em 5 de abril de 2024
4. Warsinger, David M.; Mistry, Karan H.; Nayar, Kishor G.; Chung, Hyung Won; Lienhard V., John H. (2015). «Entropy Generation of Desalination Powered by Variable Temperature Waste Heat». Entropy. 17 (11): 7530–7566. Bibcode:2015Entrp..17.7530W. doi:10.3390/e17117530
5. White, F.M. ‘Heat and Mass Transfer’ © 1988 Addison-Wesley Publishing Co. pp. 602–604
6. Q&A: Microchannel air-cooled condenser; Heatcraft Worldwide Refrigeration; April 2011; «Archived copy» (PDF). Consultado em 20 de fevereiro de 2013. Cópia arquivada (PDF) em 17 de abril de 2012
7. Enright, Ryan (23 de julho de 2014). «Dropwise Condensation on Micro- and Nanostructured Surfaces» (PDF). Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering. 18 (3): 223–250. Bibcode:2014NMTE...18..223E. doi:10.1080/15567265.2013.862889. hdl:1721.1/85005. Cópia arquivada (PDF) em 23 de setembro de 2019
8. «Condensation». Property Hive. Arquivado do original em 13 de dezembro de 2013
9. «Condensation around the house - what causes condensation». diydata.com. Cópia arquivada em 13 de janeiro de 2008