蒸汽凝結

凝結，是氣體遇冷而變成液體，如水蒸氣遇冷變成水。温度越低，凝結速度越快。它的逆過程稱作蒸發。凝結屬於液化形式中的一種，但不完全等於液化。凝結是一種相變，故在通常情況下發生的凝結，會伴隨着物質的一些物理性質如密度、比熱、聲音在其中的傳播速度等發生躍變。

如水在1個大氣壓和100℃時的摩爾體積是18.79×10－6米3/摩，而相應的水蒸氣的摩爾體積是30.11×10－3米3/摩，即水的密度約為它的蒸汽的1,600倍。通過等温壓縮不再能使氣體液化的最低温度稱為臨界温度，與之相應的壓強稱作臨界壓強。

水蒸氣在空氣中凝結時，必須有如塵埃或帶電粒子等組成的凝結核（見過冷），否則會形成過冷的或過飽和蒸汽。但一旦在其中吹入細微的塵粒或出現帶電粒子時，則過飽和蒸汽中會很快地發生凝結。這就是説，凝結核對於形成雲層是至關重要的。液化單位質量的蒸汽為同温度的液體所放出的熱量稱為該種物質的凝結熱。顯然，凝結熱在數量上等於汽化熱。如1千克水蒸氣液化為水時的凝結熱為539卡=2,253焦。

固體表面自由能是決定蒸汽在表面上冷凝呈滴狀或膜狀的最重要參數.同時,表面自由能的分佈與滴狀冷凝過程中初始液滴的核化中心密度、液滴尺寸等有着密切的聯繫.蒸汽在固體表面上冷凝呈滴狀的必要條件是表面具有低表面能,即表面不被冷凝液所潤濕.蒸汽在固體表面上冷凝方式的判據過去大多采用靜態接觸角。然而,接觸角的測量受到多種因素(如環境温度、氣液界面傳質等)的影響。一般來講,液體表面自由能隨温度的增加而降低,所以在室温下測定的接觸角要比在冷凝條件下測定的值高得多.例如,水蒸氣常壓下在聚四氟乙烯表面上冷凝時液滴的接觸角約為88°,而室温下測定的值在108°左右.因此,用靜態接觸角來判斷蒸汽的冷凝型態有很大的侷限性。從固液界面和氣液界面的相互作用關係着手對滴狀冷凝過程中液滴的形狀和長大規律的研究將是滴狀冷凝傳熱的重要課題。採用量子化學中的擴展Huchel分子軌道理論計算了水、乙醇的內聚能以及它們與銅基離子注氮表面和銅基硬脂酸鋇單分子膜的表面吸附能,當吸附能小於內聚能時冷凝將呈現滴狀形態,反之為膜狀冷凝.這種方法的計算量和某些參數的不確定性都很大,因此也影響了判別的準確性。 ^[1]