Condensatie: betekenis, proces en soorten

Na het lezen van dit artikel zult u leren over: - 1. Betekenis van condensatie 2. Vereiste voorwaarden voor condensatie 3. Proces 4. Types.

Betekenis van condensatie:

Condensatie is een proces waarbij waterdamp verandert van gasvormige toestand naar vloeibare toestand. Als de lucht tot onder het dauwpunt wordt afgekoeld, verandert een deel van de waterdamp in vloeistof. Condensatie in de lucht vindt niet automatisch plaats, omdat dit gebeurt in de afgesloten watercontainer.

In een afgesloten container beginnen de dampen, nadat verzadiging is bereikt, te condenseren in het water. Maar in de atmosfeer is condensatie geen eenvoudig proces. Er is een noodzakelijke voorwaarde voor de condensatie van waterdampen dat er een oppervlak moet zijn waarop waterdampen bij dauwpunt kunnen condenseren.

Het oppervlak voor condensatie van waterdampen wordt gevormd door de condensatienucleï die in de atmosfeer in groot aantal aanwezig zijn. Vandaar dat de condensatie van waterdampen in de atmosfeer alleen plaatsvindt als er voldoende aantal condensatie-kernen aanwezig zijn.

Vereiste voorwaarden voor condensatie:

ik. Er moet voldoende hoeveelheid waterdamp in de lucht beschikbaar zijn.

ii. Verzadiging van lucht wordt bereikt door de temperatuur te verlagen of door er dampen in toe te voegen.

iii. Er moet voldoende aantal condensatie-kernen beschikbaar zijn.

In afwezigheid van condensatie-kernen, kan condensatie niet starten, zelfs als de relatieve vochtigheid hoger is dan 100 procent. Maar er is altijd een groot aantal stofdeeltjes in de lucht. Onder dergelijke omstandigheden is de relatieve vochtigheid zelden hoger dan 101 procent.

Aan de andere kant hebben hygroscopische kernen grote affiniteit voor waterdampen, daarom kan condensatie beginnen, zelfs als de relatieve vochtigheid veel minder is dan 100 procent. Later, wanneer de relatieve vochtigheid bijna 100 procent bereikt, groeien de waterdruppeltjes in omvang. Zulke condities zijn essentieel voor de vorming van wolken.

De enige manier waarop grote hoeveelheden waterdamp in de atmosfeer kunnen worden omgezet in vloeistof, condensatie en vast is, is sublimatie die leidt tot een verlaging van de temperatuur van de lucht dichtbij of onder het dauwpunt.

Het onzichtbare vocht in de atmosfeer wordt veranderd in verschillende vormen. Als de atmosfeer wordt gekoeld, wordt het vermogen om water vast te houden verminderd en als het voldoende wordt verlaagd, vindt condensatie plaats.

De vorm waarin waterdampen condenseren, wordt bepaald door de omstandigheden waaronder koeling plaatsvindt.

Proces van condensatie:

Er zijn vier belangrijke processen waarbij de lucht afkoelt tot onder het dauwpunt:

1. Verlies van genezing door straling,

2. Contact met koude oppervlakken zoals koele grond, bladeren van planten, lagen sneeuw en ijsbergen,

3. Mengen met koude lucht, en

4. Geen daadwerkelijke toevoeging of onttrekking van warmte. Dit soort temperatuurveranderingen is het gevolg van interne processen bij adiabatische veranderingen, bijv. Adiabatische koeling door uitzetting in stijgende luchtstroom.

Adiabatisch proces van koeling:

Adiabatisch proces is gedefinieerd als dat proces waarbij geen warmte wordt toegevoegd of afgetrokken van de luchtmassa. Een proces van adiabatische of expansiekoeling hangt in eerste instantie af van het pakket luchtmassa dat door de atmosfeer naar hogere hoogten stijgt. De temperatuurveranderingen die geen aftrekking of toevoeging van warmte met zich meebrengen worden adiabatische temperatuurveranderingen genoemd.

Lucht is een slechte warmtegeleider. Daarom behoudt de verticaal bewegende luchtmassa warmte-energie waardoor de thermische identiteit verschilt van de omringende lucht. Wanneer de luchtmassa stijgt, breidt deze uit als gevolg van drukverlaging op hogere hoogten. Als gevolg hiervan neemt het volume van de stijgende luchtmassa toe als gevolg van uitzetting.

Tijdens het uitzetten moet de luchtmassa werken tegen de omringende lucht. Tijdens dit proces wordt interne warmte-energie van de luchtmassa verbruikt als gevolg van expansie, waardoor de thermische energie per volume-eenheid wordt verminderd, resulterend in een afname van de temperatuur.

De mate van temperatuurdaling van de bewegende luchtmassa met hoogte wordt adiabatische afloopsnelheid (ALR) genoemd. Als de luchtmassa droog blijft, wordt de mate van temperatuurdaling een droge adiabatische afloopsnelheid (DALR) genoemd. De waarde van DALR is ongeveer 10 ° C / km. Het is anders dan de normale vervaltijd. Het wordt ook milieuvervalsnelheid genoemd, die wordt geregistreerd door de thermometer die door de atmosfeer wordt meegevoerd door een stijgende ballon.

De temperatuur van de stijgende luchtmassa blijft dalen totdat deze verzadigd raakt. Verdere afkoeling van de luchtmassa resulteert in condensatie. Tijdens condensatie worden waterdampen omgezet in vloeistof, waardoor latente condensatiewarmte vrijkomt. De latente condensatiewarmte vermengt zich met de bewegende luchtmassa.

Dientengevolge koelt het pakket luchtmassa langzamer af dan het droge adiabatische verloop. De lagere afkoelsnelheid wordt verzadigde adiabatische afloopsnelheid (SALR) genoemd. Over het algemeen blijft de waarde ervan ongeveer 5 ° C / km, maar de waarde varieert van ongeveer 4 ° C / km voor zeer vochtige lucht in de equatoriale gebieden tot ongeveer 9 ° C / km voor koude lucht in de poolgebieden.

Condensatie is daarom afhankelijk van twee variabelen, namelijk de hoeveelheid koeling en relatieve vochtigheid in de lucht.

Soorten condensatie:

Verschillende vormen van condensatie bij de grond zijn:

1. Dew,

2. Mist,

3. Frost, en

4. Smog.

I. Dew:

Dauw vormt zich direct door condensatie nabij de grond, wanneer het oppervlak is gekoeld door uitgaande straling. Dauwvorming vindt voornamelijk plaats als de nachten helder zijn en de wind kalm is. Over het algemeen vormt zich dauw op het gras, op bladeren van de planten en elk ander vast voorwerp dichtbij het grondoppervlak.

Voorwaarden gunstig voor dauw :

(i) Radiokoeling tijdens de nacht,

(ii) Rustige omstandigheden / lichte wind,

(iii) Heldere hemel, koele en lange nachten,

(iv) Voldoende beschikbaarheid van waterdampen,

(v) Anticycloonwind, en

(vi) Koude advectie.

Condities die niet gunstig zijn voor dauw:

(i) Bewolkte lucht,

(ii) sterke oppervlaktewinden,

(iii) Aanwezigheid van cyclonische circulatie, en

(iv) Warme advectie.

II. Mist:

Mist ontstaat door de condensatie van atmosferische waterdampen tot waterdruppeltjes die in voldoende concentraties in de lucht blijven hangen om de zichtbaarheid van het oppervlak te verminderen. Mist is gewoon een wolkenlaag die heel dicht bij het oppervlak ligt. Het is een groot gevaar in de industriezone. Het is heel gewoon in de winter. Het is ook heel gebruikelijk in de buurt van kustgebieden.

Voorwaarden die gunstig zijn voor mist:

1. Overmatig vocht, relatieve vochtigheid moet groter zijn dan 75 procent.

2. Rustige / zwakke wind, en

3. Anticyclonische winden.

Soorten mist:

1. Verdampingsnevel:

(a) Mist aan de voorzijde, en

(b) Stoomnevel.

2. Koelfilm:

(a) Advectiemist,

(b) Straling mist,

(c) Inversion Fog, en

(d) Opgaande mist.

(1) Verdampingsnevel:

(a) Mist aan de voorzijde:

Wanneer warme regen door koude lucht valt, vormen zich aan het vooroppervlak mist of stratuswolken door superverzadiging veroorzaakt door verdamping van warme regen in koude lucht.

(b) Stoomnevel:

Het is een onstabiel type mist geproduceerd door intense verdamping van het wateroppervlak in relatief koude lucht. Stoomnevel wordt gevonden in de middelste breedtegraden in de buurt van meren en rivieren in de herfst, wanneer het wateroppervlak nog warm is en de lucht koud.

(2) Koelfilm:

(a) Advectiemist:

Advectie mist wordt geproduceerd door het transport van warme vochtige lucht over een kouder oppervlak, resulterend in het koelen van de oppervlaktelagen onder hun dauwpunten, waarbij condensatie plaatsvindt in de vorm van mist. Het kan ook worden geproduceerd als de koude luchtmassa over het warme zeeoppervlak beweegt.

(b) Stralingsmist:

Stralingsnevel of grondmist wordt geproduceerd wanneer stilstaande, vochtige lucht in contact is met de grond die 's nachts progressief koeler is geworden vanwege een te hoge uitgaande straling.

(c) Inversiemist:

Het is de naam die wordt gegeven aan elk type mist of stratuswolk dat zich aanvankelijk ontwikkelt aan de bovenkant van een vochtige laag, vergezeld van verzakkingen boven de inversie, intensiveert de laatste en produceert de stratuswolk die zich als mist naar de grond kan ontwikkelen.

(d) Opgaande mist:

Opgaande mist is een stabiele mist die het gevolg is van de geleidelijke orografische opheffing van convectief stabiele lucht. De lucht koelt adiabatisch af en de mist begint zich te vormen wanneer deze een hoogte bereikt waar de lucht is afgekoeld tot verzadiging.

III. Vorst:

Het is niet de bevroren dauw. Vorst treedt op als het dauwpunt van de lucht tot onder het vriespunt daalt (0 ° C). Wanneer condensatie begint met een temperatuur lager dan 0 ° C, gaan de waterdamp in de lucht direct van gasvormige naar vaste toestand over (sublimatie).

Vorst kan licht of zwaar zijn. Wanneer de vorst zwaar is, zijn gewassen beschadigd. Het wordt ook dodelijke vrieskou genoemd. Frosty nights komen vaker voor tijdens het winterseizoen in Noordwest-India. De gewassen, die gevoelig zijn voor lage temperatuurschade, lijden grote schade.

een. Straling vorst:

Het gebeurt op kalme, heldere nachten wanneer aardse straling verloren gaat in de ruimte. De afwezigheid van wolken en zware concentratie van waterdamp leidt tot de vorming van stralingsvorst.

b. Advection Frost:

Het komt voor in die gebieden waar koude lucht wordt aangeheven uit koudere gebieden door sterkere winden. Advectieve vorst of windvorst kan op elk moment van de dag of nacht optreden, ongeacht de luchtomstandigheden. In sommige gevallen kan de advective frost worden versterkt door stralingsvorst.

c. Hoarvorst of rijp:

Het wordt veroorzaakt door de sublimatie van ijskristallen op objecten zoals boomtakken, draden enz. Deze objecten moeten op een temperatuur onder het vriespunt zijn, omdat lucht met een dauwpunt onder het vriespunt door koeling verzadigd raakt.

d. Black Frost:

Het komt voor wanneer de vegetatie wordt bevroren vanwege een verlaging van de temperatuur van de lucht die niet voldoende vocht bevat.

Verschil tussen straling en advectie Frost:

In het geval van straling zijn vorst, kalme, heldere nachten en temperatuurinversie de belangrijkste voorwaarden. Het is van korte duur. In het geval van advectie zijn vorst, sterke wind en afwezigheid van temperatuurinversie de belangrijkste voorwaarden. Het is van lange duur.

Vorstcontrole:

Vorst moet worden gecontroleerd om de weefsels van de vegetatie boven de dodelijke temperatuur te houden. Plantaardige gewassen worden beschadigd door de vorst. De schade van de gewassen hangt af van het type gewas. De aanwezigheid van rijp op de bladeren belemmert de normale werking van de huidmondjes.

Als gevolg hiervan wordt de fotosynthese nadelig beïnvloed. Onder strenge ijzige omstandigheden kunnen de gewassen worden gedood. Daarom wordt het essentieel om de gewassen te redden tegen vorstschade.

Volgende methoden kunnen worden toegepast om het gewas tegen vorstschade te behoeden:

1. Selectie van de site,

2. Verhoogde stralingsonderschepping (rookscherm),

3. Thermische isolatie,

4. Luchtmenging (door de motor aangedreven schroeven en hete ventilatoren om warme lucht in de inversielaag naar beneden te laten stromen),

5. Directe lucht en plantaardige verwarming,

6. Watertoepassing, en

7. Bodemmanipulatie.

IV. Smog:

Het is de combinatie van mist en rook die wordt gevonden over grote industriële steden in het midden of hoge breedtegraden. Omdat het samen dagen aanhoudt en zoveel ziekten en sterfgevallen veroorzaakt, is het daarom ook bekend als een killer mist.

Condensatie boven de grond:

Tijdens het zomerseizoen wordt de luchtmassa op het grondoppervlak verwarmd door intense warmte-energie. Deze luchtmassa wordt warmer in vergelijking met de omgeving. Sterke verticale stromen worden gegenereerd, die de warme en lichte luchtmassa opdrijven. De stijgende luchtmassa raakt verzadigd als gevolg van koeling.

Verdere afkoeling van de verzadigde luchtmassa leidt tot condensatie. Het omhoog gaan van de luchtmassa gaat door, ook al is de oorspronkelijke oorzaak van de opwaartse kracht niet langer effectief. Later wordt opwaartse luchtbeweging veroorzaakt door de opwaartse kracht. Vaak zakt de luchtmassa terug naar het vorige niveau. De opwaartse en neerwaartse beweging van de luchtmassa hangt af van de stabiliteit en instabiliteit van de atmosfeer.