Конденсация

Конденсация (позднелатинское condensatio — сгущение, от латинского condenso уплотняю, сгущаю), переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твёрдое вследствие его охлаждения или сжатия. К. пара возможна только при температурах ниже критической для данного вещества (см. Критическое состояние). К., как и обратный процесс — испарение, является примером фазовых превращений вещества (фазовых переходов 1-го рода). При К. выделяется то же количество теплоты, которое было затрачено на испарение сконденсировавшегося вещества. Дождь, снег, роса, иней — все эти явления природы представляют собой следствие конденсации водяного пара в атмосфере. К. широко применяется в технике: в энергетике (например, в конденсаторах паровых турбин), в химической технологии (например, при разделении веществ методом фракционированной конденсации), в холодильной и криогенной технике, в опреснительных установках и т. д. Жидкость, образующаяся при К., носит название конденсата. В технике К. обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях. Известны два режима поверхностной К.: плёночный и капельный. Первый наблюдается при К. на смачиваемой поверхности, он характеризуется образованием сплошной плёнки конденсата. На несмачиваемых поверхностях конденсат образуется в виде отдельных капель. При капельной К. интенсивность теплообмена значительно выше, чем при плёночной, т. к. сплошная плёнка конденсата затрудняет теплообмен (см. Кипение).

Скорость поверхностной К. тем выше, чем ниже температура поверхности по сравнению с температурой насыщения пара при заданном давлении. Наличие другого газа уменьшает скорость поверхностной К., т. к. газ затрудняет поступление пара к поверхности охлаждения. В присутствии неконденсирующихся газов К. начинается при достижении паром у поверхности охлаждения парциального давления и температуры, соответствующих состоянию насыщения (росы точке).

К. может происходить также внутри объёма пара (парогазовой смеси). Для начала объёмной К. пар должен быть заметно пересыщен. Мерой пересыщения служит отношение давления пара p к давлению насыщенного пара ps, находящегося в равновесии с жидкой или твёрдой фазой, имеющей плоскую поверхность. Пар пересыщен, если p/ps > 1, при p/ps = 1 пар насыщен. Степень пересыщения p/ps, необходимая для начала. К., зависит от содержания в паре мельчайших пылинок (аэрозолей), которые являются готовыми центрами, или ядрами, К. Чем чище пар, тем выше должна быть начальная степень пересыщения. Центрами К. могут служить также электрически заряженные частицы, в частности ионизованные атомы. На этом основано, например, действие ряда приборов ядерной физики (см. Вильсона камера).

Лит.: Кикоин И. К. и Кикоин А. К., Молекулярная физика, М., 1963; Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С., Теплопередача, 2 изд., М., 1969; Кутателадзе С. С., Теплопередача при конденсации и кипении, 2 изд., М.—Л., 1952.

Д. А. Лабунцов.