Une réaction exothermique dégage de l'énergie thermique. La condensation est le processus par lequel la vapeur d'eau se transforme en eau liquide. Cela se produit généralement lorsque les molécules de vapeur d'eau entrent en contact avec des molécules plus froides. Les molécules de vapeur d'eau perdent de l'énergie sous forme de chaleur. Une fois que suffisamment d'énergie est perdue, la vapeur d'eau change d'état en liquide.

Enthalpie et changements de phase

L'enthalpie décrit le changement d'énergie d'un système. Dans le cas de l'eau, le "système" est l'eau elle-même. A pression constante, l'enthalpie se réfère aux changements de chaleur. Un processus exothermique implique un changement négatif d'enthalpie, ou une perte de chaleur. Comme la vapeur d'eau se condense en liquide, elle perd de l'énergie sous forme de chaleur. Par conséquent, ce processus est exothermique.

Où la vapeur d'eau stocke-t-elle son énergie?

L'énergie existe dans un composé de plusieurs façons. Les molécules peuvent avoir différentes quantités et types d'énergie cinétique. L'énergie cinétique vibratoire et rotationnelle se manifeste lorsque les molécules se courbent et tournent. L'énergie cinétique translationnelle est la force qui déplace une molécule entière. Dans les liquides et les solides, les molécules peuvent également interagir les unes avec les autres pour former des liaisons intermoléculaires. Dans un gaz, la force de ces liaisons intermoléculaires est supposée être nulle. L'énergie contenue dans la vapeur d'eau est une énergie cinétique translationnelle qui dépend de la température. Lorsque la température diminue, l'énergie cinétique est dissipée dans la chaleur. Finalement, les liaisons intermoléculaires sont assez fortes pour changer l'état de la vapeur d'eau en liquide.

Combien d'énergie perd la vapeur d'eau?

Quand une substance se transforme d'un liquide en gaz, elle nécessite énergie égale à l'enthalpie de vaporisation. Afin d'inverser ce processus, le système dégagera beaucoup d'énergie. L'enthalpie de vaporisation de l'eau est d'environ 44 kilojoules par mole à 25 degrés Celsius. Cela signifie que chaque mole d'eau nécessite 44 kilojoules pour se transformer en vapeur à 25 degrés Celsius. C'est aussi la quantité d'énergie que l'eau va dégager quand elle se condense à cette température.

Nucléation

La vapeur d'eau a besoin d'un site physique pour que la condensation se produise. Les molécules individuelles de vapeur d'eau ne se condenseront pas sans des particules suffisamment grandes auxquelles elles peuvent s'attacher. Afin de créer un site de condensation, l'air doit être saturé de vapeur d'eau et contenir de plus grosses particules. Ces particules plus grosses peuvent être des minéraux ou des gouttelettes suffisamment grosses. Une fois qu'une molécule de vapeur d'eau entre en contact avec une molécule plus grande servant de site de nucléation, elle peut libérer de la chaleur et se condenser en eau liquide.