結露

凝縮とは、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、多くの場合、水の循環を指します。^{[ 1 ]}また、大気中の液体または固体表面、あるいは雲凝結核と接触したときに、水蒸気が液体の水に変化する状態と定義することもできます。気相から固体相に直接遷移する場合、その変化は沈着と呼ばれます。凝縮は通常、水と関連付けられます。

凝縮は、その気体体積内でその種の原子/分子クラスターが形成されることによって開始されます（雲の中で雨滴や雪片が形成されるように）、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、これは大気中の微生物によって生成される水核形成タンパク質によって触媒される可能性があり、これらのタンパク質は気体または液体の水分子に結合することができます。 ^{[ 2 ]}

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ってくる。

• 液体の表面（同じ物質またはその溶媒のいずれか）への吸収は、蒸発と同様に可逆的である。^{[ 1 ]}
• 物質の三重点よりも高い圧力と温度で固体表面に吸着（露滴として）する現象であり、蒸発として可逆的に起こる。
• 物質の三重点よりも低い圧力と温度での固体表面への吸着（固体の追加層として）は、昇華として可逆的である。

凝縮は、蒸気が冷却または圧縮されて飽和限界に達したときに、気相中の分子密度が最大閾値に達したときに一般的に発生します。凝縮した液体を収集する蒸気冷却・圧縮装置は「凝縮器」と呼ばれます。

乾湿計は、さまざまな気圧と温度における、蒸発による空気中の水分の凝縮速度を測定する。水は水蒸気の凝縮によって生成されるものであり、凝縮とはこのような相変化の過程である。

凝縮は蒸留の重要な要素であり、蒸留は実験室および工業化学において重要な応用分野である。

結露は自然現象であるため、人間の生活用水を大量に生成するために利用できることが多い。多くの構造物は、空気井戸や霧柵のように、結露から水を集めることだけを目的として作られている。このようなシステムは、砂漠化が活発に進行している地域で土壌の水分を保持するためによく利用されており、そのため、一部の団体は、影響を受けた地域の住民に水凝縮器について教育し、状況に効果的に対処できるようにしている。^{[ 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が、蒸気の凝縮核として働き、目に見える「雲」の軌跡を生成します。

消費者および産業界による凝縮の商業的応用には、発電、海水淡水化^{[ 4 ]}、熱管理^{[ 5 ]} 、冷凍^{[ 6 ]}、空調^{[ 7 ]などがある。}

多くの生物は、結露によって利用可能になった水を利用している。その例としては、オーストラリアのトゲトゲオオカミキリムシ、ナミビア沿岸のゴミムシダマシ、アメリカ合衆国西海岸のセコイアなどが挙げられる。

建物の構造における結露は、湿気、カビによる健康問題、木材の腐敗、腐食、モルタルや石積みの壁の弱体化、熱伝達の増加によるエネルギー損失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、室内の空気湿度を下げるか、建物の換気を改善する必要があります。これには、窓を開ける、換気扇を回す、除湿機を使用する、洗濯物を外で干す、調理中に鍋やフライパンを覆うなど、さまざまな方法があります。空気から水分を取り除き、建物全体に空気を循環させるのに役立つ空調または換気システムを設置することもできます。^{[ 8 ]}空気中に保持できる水蒸気の量は、温度を上げるだけで簡単に増やすことができます。^{[ 8 ]}しかし、これは諸刃の剣となる可能性があります。家庭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に触れたときに発生します。空気が冷えると、それほど多くの水蒸気を保持できなくなります。これが冷たい表面に水が付着することにつながります。これは、冬場にセントラルヒーティングと単層ガラス窓を組み合わせて使用​​した場合に非常に顕著に現れます。

構造体間の結露は、熱橋、不十分または欠如した断熱材、防湿処理、または断熱ガラスによって引き起こされる可能性があります。^{[ 9 ]}