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[[File:Cloud over A340 wing.JPG|缩略图|A340 |
[[File:Cloud over A340 wing.JPG|缩略图|A340機翼上凝結的水汽]] |
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'''凝 |
'''凝結'''({{lang-en|'''condensation'''}}),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<ref name=Gold>{{GoldBookRef|title=condensation ''in atmospheric chemistry''|file=C01235}}</ref>。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]]。 |
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凝 |
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[[环境污染控制|热污染]]。 |
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凝 |
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。 |
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== |
== 開始凝結 == |
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凝 |
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{{le|雪花|snow flake}}的形成),或是氣態物質接觸到固態或是液態的表面。 |
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== 一些可逆性的 |
== 一些可逆性的現象 == |
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以下是 |
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。 |
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* 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]]<ref name="Gold"/>。 |
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* 若固 |
* 若固態表面的溫度及壓力大於氣態物質的[[三相點]],氣態物質會[[吸附]]在固態表面,形成液滴,其可逆反應也是[[蒸发]]。 |
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* 固 |
* 固態表面的溫度及壓力小於氣態物質的三相點,氣態物質會吸附入固態結構中,也成為固態,其可逆反應為[[升华]]。 |
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== 常 |
== 常見的凝結現象 == |
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凝 |
凝結常出現在[[蒸氣]]冷卻或是加壓到其飽和點(若是水蒸氣,即為[[露點]]),氣態的分子密度達到其上限。冷卻或加壓蒸氣,再收集凝結後液體的設備稱之為[[冷凝器]]。 |
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== 凝 |
== 凝結的量測 == |
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氣象學中會量測在不同大氣壓力及溫度下,水蒸氣凝結成水的速率。 |
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== 凝 |
== 凝結的應用 == |
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[[File:Effect similar to contrails created in a cloud chambers.jpg|缩略图|在[[云室]]中的 |
[[File:Effect similar to contrails created in a cloud chambers.jpg|缩略图|在[[云室]]中的氣體(有時會用水,不過多半是[[2-丙醇]])因為接觸到[[輻射]][[粒子]]而凝結,產生類似[[飛機雲]]的效果]] |
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凝 |
凝結是[[蒸餾]]中很重要的一部份,蒸餾在實驗以及化工應用中都很重要。 |
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凝 |
凝結是會自然發生的現象,因此人們也可以用凝結來產生大量的水,供應人們所需。許多建筑物興建的目的就是為了讓水蒸氣凝結,再收集水份,例如[[通风井]]以及{{le|集霧器|fog fence}}。有些地区有[[沙漠化]]的情形,可以用此系統可以維持這些地区的水份,此方式保持水份的效果很好,因此有些组织教育在沙漠化地区的居民用此方式來儲水,以克服水源不足的問題<ref>{{Cite web |url=http://www.fogquest.org/ |title=FogQuest - Fog Collection / Water Harvesting Projects - Welcome<!-- Bot generated title --> |accessdate=2018-03-02 }}</ref>。 |
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凝 |
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。 |
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凝 |
凝結也是許多工業程序中的關鍵步驟,例如發電,海水淡化<ref name=WarsingerEntropy>{{cite web|last1=Warsinger|first1=David M.|last2=Mistry|first2= Karan H.|last3=Nayar|first3=Kishor G.|last4=Chung|first4=Hyung Won|last5=Lienhard V|first5=John H.|title=Entropy Generation of Desalination Powered by Variable Temperature Waste Heat|website=Entropy|pages=7530-7566|doi=10.3390/e17117530|date=2015|bibcode=2015Entrp..17.7530W}}</ref>、熱管理<ref>White, F.M. ‘Heat and Mass Transfer’ © 1988 Addison-Wesley Publishing Co. pp. 602–604</ref>、冷凍<ref>Q&A: Microchannel air-cooled condenser; Heatcraft Worldwide Refrigeration; April 2011; http://www.heatcraftrpd.com/landing/2011/air-cooled-condenser/res/pdfs/H-ACCMCX-QA.pdf</ref>及空調<ref name="Enright">{{cite journal|last1=Enright|first1=Ryan|title=Dropwise Condensation on Micro- and Nanostructured Surfaces|journal=Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering|date=23 Jul 2014|volume=18|issue=3|doi=10.1080/15567265.2013.862889}}</ref>等程序。 |
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== 和生物 |
== 和生物體的關係 == |
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許多生物是靠凝結而來的水作為水份的來源,例如[[澳大利亚]]的[[澳洲魔蜥|魔蜥]]、[[纳米比亚]]海岸的[[拟步行虫科|拟步行虫]],以及[[美国西岸]]的[[加州紅木]]。 |
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== 建筑物 |
== 建筑物內的凝結 == |
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[[File:Window in Ireland.jpg|右|缩略图|淋浴 |
[[File:Window in Ireland.jpg|右|缩略图|淋浴後窗戶上的水氣凝結]] |
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建筑物 |
建筑物內的水氣凝結會導致建筑物內的[[潮濕|濕氣]]<!--Damp (structural)-->、{{le|黴菌相關健康問題|mold health issues}}、木材{{le|乾腐|Dry rot}}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,需要降低室内的濕度,或是改善室内的通風。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内的濕氣排出,也讓建筑物內的空氣可以流通<ref name=PropertyHive>{{cite web |url=http://www.wisepropertycare.com/condensation |title=Condensation |publisher=Property Hive ||||accessdate=2018-03-03 }}</ref>。若提高溫度,空氣中可以容納的水蒸氣量就會增加<ref name=PropertyHive />,不過若溫暖潮濕的空氣碰到冷的表面就會凝結,空氣溫度降低,其中可保持的水蒸氣量也會降低,這是室内常用的凝結來源,因此此一作法有其風險。 |
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內部結構凝結可能是因為[[熱橋]]效應、缺乏隔熱、{{le|防潮|damp proofing}}、{{le|隔熱玻璃|insulated glazing}},或是類似設備的效果不足<ref>{{cite web |url=http://www.diydata.com/problem/condensation/condensation.php |title=Condensation around the house - what causes condensation |website=diydata.com |accessdate=2018-03-03 }}</ref>。 |
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== 参见 == |
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* [[反常凝析]] |
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* [[表面冷凝器]] |
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* {{le|Groasis Waterboxx|Groasis Waterboxx}} |
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== 參考資料 == |
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{{物质状态}} |
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