Condensação: Significado, Processo e Tipos

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: ​​- 1. Significado da Condensação 2. Condições Prévias para a Condensação 3. Processo 4. Tipos.

Significado da Condensação:

A condensação é um processo pelo qual o vapor de água muda do estado gasoso para o estado líquido. Se o ar for resfriado abaixo do seu ponto de orvalho, alguma parte do vapor de água muda para líquido. A condensação no ar não ocorre automaticamente, como acontece no recipiente de água selado.

Em um recipiente selado, depois que a saturação é alcançada, os vapores de água começam a condensar de volta para a água. Mas na atmosfera a condensação não é um processo simples. Existe uma condição de pré-requisito para a condensação de vapores de água que deve haver alguma superfície na qual os vapores de água podem se condensar no ponto de orvalho.

A superfície para condensação dos vapores de água é fornecida pelos núcleos de condensação que estão presentes em grande número na atmosfera. Portanto, a condensação de vapores de água na atmosfera ocorre apenas se houver um número suficiente de núcleos de condensação presentes.

Condições prévias para a condensação:

Eu. Uma quantidade suficiente de vapores de água deve estar disponível no ar.

ii. A saturação do ar é obtida pela diminuição da temperatura ou pela adição de vapores de água.

iii. Número suficiente de núcleos de condensação deve estar disponível.

Na ausência de núcleos de condensação, a condensação pode não começar mesmo se a umidade relativa exceder 100%. Mas há sempre um grande número de partículas de poeira no ar. Sob tais condições, a umidade relativa raramente excede 101%.

Por outro lado, os núcleos higroscópicos têm grande afinidade com os vapores de água, portanto, a condensação pode começar mesmo se a umidade relativa for menor que 100%. Mais tarde, quando a umidade relativa chega a 100%, as gotículas de água aumentam de tamanho. Tais tipos de condições são essenciais para a formação de nuvens.

A única maneira pela qual grandes quantidades de vapor de água na atmosfera podem ser convertidas em líquido, é a condensação e a sólida, é a sublimação que leva à redução da temperatura do ar perto ou abaixo do ponto de orvalho.

A umidade invisível da atmosfera é alterada em várias formas. Se a atmosfera é resfriada, sua capacidade de retenção de água é reduzida e, se estiver suficientemente baixa, ocorrerá condensação.

A forma em que os vapores de água se condensam é determinada pelas condições sob as quais o resfriamento ocorre.

Processo de Condensação:

Existem quatro processos importantes sob os quais o ar é resfriado abaixo do seu ponto de orvalho:

1. Perda de cura por radiação,

2. Contato com superfícies frias como solo frio, folhas de plantas, camadas de neve e icebergs,

3. Misturar com ar frio e

4. Nenhuma adição real ou retirada de calor. Este tipo de mudança de temperatura resulta de processos internos em mudanças adiabáticas, por exemplo, resfriamento adiabático por expansão na corrente de ar ascendente.

Processo adiabático de resfriamento:

Processo adiabático é definido como aquele processo no qual nenhum calor é adicionado ou subtraído da massa de ar. Um processo de resfriamento adiabático ou de expansão depende, em primeiro lugar, da parcela de massa de ar subindo pela atmosfera para elevações mais altas. As mudanças de temperatura que não envolvem subtração ou adição de calor são chamadas de mudanças de temperatura adiabáticas.

O ar é um mau condutor de calor. Portanto, a massa de ar em movimento vertical retém sua energia térmica, mantendo sua identidade térmica diferente do ar circundante. Quando a massa de ar aumenta, ela se expande devido à diminuição da pressão em altitudes mais altas. Como resultado, o volume da massa de ar ascendente aumenta devido à expansão.

Durante a expansão, a massa de ar tem que trabalhar contra o ar circundante. Durante este processo, a energia térmica interna da massa de ar é consumida devido à expansão reduzindo a energia térmica por unidade de volume, resultando em diminuição da temperatura.

A taxa de diminuição da temperatura da massa de ar em movimento com a altura é chamada de taxa de lapso adiabático (ALR). Se a massa de ar permanecer seca, a taxa de diminuição da temperatura é chamada de taxa de lapso adiabático seco (DALR). O valor de DALR é de cerca de 10 ° C / km. É diferente da taxa de lapso normal. É também chamado de taxa de lapso ambiental, que é registrada pelo termômetro realizado através da atmosfera por um balão em ascensão.

A temperatura da massa de ar ascendente continua a diminuir até ficar saturada. O arrefecimento adicional da massa de ar resulta em condensação. Durante a condensação, os vapores de água são convertidos em líquido liberando calor latente de condensação. O calor latente de condensação se mistura com a massa de ar em movimento.

Como resultado, a parcela de massa de ar esfria mais lentamente do que a taxa de lapso adiabático seco. A menor taxa de resfriamento é chamada de taxa de lapso adiabático saturado (SALR). Geralmente seu valor permanece em torno de 5 ° C / km, no entanto, seu valor varia de cerca de 4 ° C / km para ar muito úmido nas regiões equatoriais a cerca de 9 ° C / km para ar frio nas regiões polares.

A condensação, portanto, depende de duas variáveis, ou seja, quantidade de resfriamento e umidade relativa do ar.

Tipos de Condensação:

Diferentes formas de condensação perto do solo são:

1. Orvalho,

2. Névoa,

3. Frost e

4. Smog.

I. Orvalho:

O orvalho se forma diretamente pela condensação perto do solo, quando a superfície foi resfriada pela radiação de saída. A formação de orvalho ocorre principalmente quando as noites são claras e o vento é calmo. Geralmente, o orvalho se forma na grama, nas folhas das plantas e em qualquer outro objeto sólido perto da superfície do solo.

Condições favoráveis ​​ao orvalho :

(i) resfriamento radiante durante a noite,

(ii) condições de calma / ventos fracos,

(iii) Céu claro, noites frescas e longas

iv) disponibilidade suficiente de vapores de água;

(v) Anticiclone eólica, e

(vi) advecção de frio.

Condições não favoráveis ​​ao orvalho:

(i) céu nublado,

(ii) fortes ventos de superfície,

(iii) Presença de circulação ciclônica, e

(iv) advecção de calor.

II. Névoa:

O nevoeiro resulta da condensação dos vapores de água da atmosfera em gotas de água que permanecem suspensas no ar em concentrações suficientes para reduzir a visibilidade da superfície. O nevoeiro é simplesmente uma camada de nuvens muito próxima da superfície. É um grande risco na área industrial. É muito comum durante o inverno. Também é muito comum perto de áreas costeiras.

Condições favoráveis ​​para neblina:

1. umidade excessiva, umidade relativa deve ser superior a 75 por cento.

2. Ventos calmos / leves e

3. Ventos anticiclônicos.

Tipos de Nevoeiro:

1. névoa de evaporação:

(a) nevoeiro frontal e

(b) Névoa de vapor.

2. Nevoeiro de Refrigeração:

(a) nevoeiro de aviso,

b) Neblina de radiação,

c) nevoeiro de inversão e

(d) Subir Nevoeiro.

(1) névoa da evaporação:

a) Nevoeiro frontal:

Quando a chuva quente cai através do ar frio, formam-se nuvens de neblina ou estratos na superfície frontal devido à super saturação causada pela evaporação da chuva quente para o ar frio.

b) Névoa de vapor:

É um tipo instável de nevoeiro produzido pela evaporação intensa da superfície da água em ar relativamente frio. O vapor nevoeiro é encontrado nas latitudes médias nas proximidades de lagos e rios no outono, quando a superfície da água ainda está quente e o ar está frio.

(2) névoa de refrigeração:

a) Nevoeiro de aviso:

A névoa de advecção é produzida pelo transporte de ar úmido quente sobre uma superfície mais fria, resultando no resfriamento das camadas superficiais abaixo de seus pontos de orvalho, com condensação ocorrendo na forma de névoa. Também pode ser produzido se a massa de ar frio se mover pela superfície do mar quente.

b) Neblina de radiação:

A névoa de radiação ou neblina do solo é produzida quando o ar úmido estagnado entra em contato com o solo que se tornou progressivamente mais frio durante a noite devido a uma excessiva radiação de saída.

c) Nevoeiro de inversão:

É o nome dado a qualquer tipo de neblina ou nuvem estratos que inicialmente se desenvolve no topo de uma camada úmida, acompanhada de subsidência acima da inversão, intensifica a última e produz a nuvem estratos que pode se acumular no solo como neblina.

d) Névoa inclinada:

O nevoeiro inclinado é um nevoeiro estável resultante da elevação orográfica gradual do ar convectivamente estável. O ar esfria adiabaticamente e a neblina começa a se formar quando atinge uma elevação onde o ar esfria até a saturação.

III Geada:

Não é o orvalho congelado. Geada ocorre quando o ponto de orvalho do ar cai abaixo do ponto de congelamento (0 ° C). Quando a condensação começa com temperatura abaixo de 0 ° C, os vapores de água no ar passam diretamente do estado gasoso para o estado sólido (sublimação).

O gelo pode ser leve ou pesado. Quando a geada é pesada, as colheitas são danificadas. É também chamado de matar geada. As noites geladas são mais comuns durante a temporada de inverno no noroeste da Índia. As culturas, que são sensíveis a lesões de baixa temperatura, sofrem um grande dano.

uma. Geada de radiação:

Ocorre em noites calmas e claras, quando a radiação terrestre é perdida no espaço. A ausência de nuvens e a forte concentração de vapores de água levam à formação de geada de radiação.

b. Geada de advecção:

Ocorre nas áreas onde o ar frio é advectado de áreas mais frias por ventos mais fortes. A geada advectiva ou a geada do vento podem ocorrer a qualquer hora do dia ou da noite, independentemente das condições do céu. Em alguns casos, a geada advectiva pode ser intensificada pela radiação congelada.

c. Geada Hoar ou geada branca:

É causada pela sublimação de cristais de gelo em objetos como galhos de árvores, fios etc. Esses objetos devem estar a uma temperatura abaixo de zero, pois o ar com um ponto de orvalho abaixo do ponto de congelamento é levado à saturação por resfriamento.

d. Geada negra:

Ocorre quando a vegetação é congelada devido a uma redução na temperatura do ar que não contém umidade suficiente.

Diferença entre Radiação e Prevecção de Gelo:

Em caso de radiação, a calma, noites claras e inversão de temperatura são as principais condições. É de curta duração. Em caso de geada advecional, ventos fortes e ausência de inversão de temperatura são as principais condições. É de longa duração.

Controle de geada:

A geada deve ser controlada para manter os tecidos da vegetação acima da temperatura letal. As culturas vegetais são danificadas pela geada. O dano das plantas de colheita depende do tipo de cultura. A presença de gelo nas folhas dificulta o funcionamento normal dos estômatos.

Como resultado, a fotossíntese é afetada negativamente. Sob condições severas e geladas, as plantas cultivadas podem ser mortas. Portanto, torna-se essencial para salvar as culturas contra danos causados ​​pelas geadas.

Os seguintes métodos podem ser adotados para salvar as colheitas dos danos da geada:

1. Seleção de site,

2. Intercepção de radiação aumentada (tela de fumaça),

3. isolamento térmico,

4. Mistura de ar (hélices movidas a motor e ventiladores quentes para conduzir o ar quente na camada de inversão para baixo),

5. Ar direto e aquecimento da planta,

6. Aplicação de água e

7. Manipulação do solo

IV. Smog:

É a combinação de névoa e fumaça que é encontrada em grandes cidades industriais nas latitudes médias ou altas. Uma vez que persiste por dias juntos e causa tantas doenças e mortes, por isso também é conhecido como um nevoeiro assassino.

Condensação acima do solo:

Durante o verão, a massa de ar na superfície do solo é aquecida devido à intensa energia térmica. Esta massa de ar torna-se mais quente em comparação com o ambiente circundante. Correntes verticais fortes são geradas, o que eleva a massa de ar quente e leve. A massa de ar ascendente fica saturada devido ao resfriamento.

O arrefecimento adicional da massa de ar saturada leva à condensação. O aumento da massa de ar continua mesmo que a causa original do levantamento tenha cessado de ser eficaz. Mais tarde, o movimento ascendente do ar é causado pela força de empuxo. Muitas vezes a massa de ar retorna ao nível anterior. O movimento ascendente e descendente da massa de ar depende da estabilidade e instabilidade da atmosfera.