結露

凝縮は、物質の状態が気相から液相に変化することであり、蒸発の逆です。この言葉は、ほとんどの場合、水循環を指します。^[1]また、大気中の液体または固体の表面、または雲の凝結核と接触したときに、水蒸気の状態が液体の水に変化することとして定義することもできます。気相から固相への遷移が直接起こる場合、その変化は沈着と呼ばれます。

凝結は、雲の中で雨滴や雪片が形成されるのと同じように、その種の原子/分子クラスターがその気体体積内で形成されることによって、またはそのような気相と液体または固体表面との接触によって開始されます。雲の中では、大気中の微生物によって生成される水核タンパク質によって触媒され、気体または液体の水分子を結合することができます。 ^[2]

ここでは、表面の性質に関して、いくつかの異なる可逆性のシナリオが浮かび上がります。

• 液体（同じ物質またはその溶媒のいずれか）の表面への吸収は蒸発と同様に可逆的である。^[1]
• 種の三重点より高い圧力と温度で固体表面への吸着（露滴として）--蒸発としても可逆的。
• 種の三重点よりも低い圧力と温度で固体表面（固体の補助層として）に吸着する現象は、昇華として可逆的です。

凝縮は一般に、気相中の分子密度が最大閾値に達したときに、蒸気が飽和限界まで冷却および/または圧縮されたときに発生します。凝縮した液体を集める蒸気冷却および圧縮装置は「コンデンサー」と呼ばれます。

乾湿測定法は、さまざまな大気圧と温度で空気中の水分が蒸発して凝縮する速度を測定します。水は蒸気の凝縮によって生成されます。凝縮とは、このような相変化のプロセスです。

凝縮は、重要な実験室化学および工業化学の応用である蒸留の重要な要素です。

結露は自然に発生する現象であるため、人間が使用する大量の水を生成するためによく使用されます。空気井戸や霧柵など、結露から水を集めるためだけに作られた構造物も多くあります。このようなシステムは、砂漠化が進行している地域で土壌の水分を保つためによく使用されます。そのため、影響を受けている地域に住む人々に、状況に効果的に対処できるように水凝縮器について教育する団体もあります。^[3]

これは霧箱内で粒子の軌跡を形成する上でも重要なプロセスです。この場合、入射粒子によって生成されたイオンは、目に見える「雲」の軌跡を生成する蒸気の凝縮の核形成中心として機能します。

凝縮の商業的用途としては、消費者および産業において、発電、淡水化、^[4]熱管理、^[5]冷蔵、^[6]空調などがある。^[7]

多くの生物が、結露によって得られた水を利用しています。その例としては、オーストラリアの トゲオイグアナ、ナミビア海岸のコガネムシ、米国西海岸のセコイアなどが挙げられます。

建築工事における結露は、湿気、カビの健康問題、木材の腐敗、腐食、モルタルや石積み壁の脆弱化、熱伝達の増加によるエネルギーペナルティを引き起こす可能性があるため、望ましくない現象です。これらの問題を軽減するには、屋内の空気湿度を下げるか、建物内の換気を改善する必要があります。これは、窓を開ける、換気扇を回す、除湿器を使用する、屋外で衣類を乾かす、調理中に鍋やフライパンにカバーをかけるなど、さまざまな方法で行うことができます。空気中の湿気を取り除き、建物全体に空気を循環させるエアコンや換気システムを設置できます。^[8]空気中に蓄えられる水蒸気の量は、単に温度を上げるだけで増やすことができます。^[8]ただし、これは諸刃の剣になる可能性があります。なぜなら、家庭内での結露のほとんどは、暖かく湿気の多い空気が冷たい表面と接触したときに発生するためです。空気が冷却されると、それほど多くの水蒸気を保持できなくなります。これにより、冷たい表面に水が付着します。これは、冬にセントラルヒーティングを単層ガラスの窓と組み合わせて使用​​すると非常に顕著になります。

構造間の結露は、熱橋、不十分な断熱材、防湿材、断熱ガラスなどによって引き起こされることがあります。^[9]

出典