Condensa: significato, processo e tipi

Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere: - 1. Significato della condensazione 2. Condizioni preliminari per la condensazione 3. Processo 4. Tipi.

Significato della condensazione:

La condensazione è un processo attraverso il quale il vapore acqueo cambia dallo stato gassoso allo stato liquido. Se l'aria viene raffreddata al di sotto del suo punto di rugiada, parte del vapore acqueo diventa liquido. La condensazione nell'aria non avviene automaticamente come accade nel contenitore dell'acqua sigillato.

In un contenitore sigillato, una volta raggiunta la saturazione, i vapori dell'acqua iniziano a condensare nuovamente nell'acqua. Ma nell'atmosfera la condensazione non è un processo semplice. C'è una condizione preliminare per la condensazione dei vapori d'acqua che ci deve essere una superficie su cui i vapori d'acqua possono condensarsi al punto di rugiada.

La superficie per la condensazione dei vapori d'acqua è fornita dai nuclei di condensazione che sono presenti in gran numero nell'atmosfera. Quindi, la condensazione dei vapori d'acqua nell'atmosfera avviene solo se è presente un numero sufficiente di nuclei di condensazione.

Condizioni preliminari per la condensazione:

io. Nell'aria deve essere disponibile una quantità sufficiente di vapori d'acqua.

ii. La saturazione dell'aria si ottiene diminuendo la temperatura o aggiungendo vapori d'acqua al suo interno.

iii. Dovrebbe essere disponibile un numero sufficiente di nuclei di condensazione.

In assenza di nuclei di condensa, la condensa potrebbe non avviarsi anche se l'umidità relativa supera il 100%. Ma nell'aria c'è sempre un gran numero di particelle di polvere. In tali condizioni, l'umidità relativa raramente supera il 101 percento.

D'altra parte, i nuclei igroscopici hanno una grande affinità per i vapori d'acqua, quindi la condensazione può iniziare anche se l'umidità relativa è molto inferiore al 100 percento. Più tardi, quando l'umidità relativa raggiunge quasi il 100 per cento, le gocce d'acqua crescono di dimensioni. Questo tipo di condizioni sono essenziali per la formazione delle nuvole.

L'unico modo per cui grandi quantità di vapore acqueo nell'atmosfera possono essere convertite in liquido, è la condensazione e il solido, è la sublimazione che porta alla riduzione della temperatura dell'aria vicino o al di sotto del punto di rugiada.

L'umidità invisibile dell'atmosfera è cambiata in una varietà di forme. Se l'atmosfera viene raffreddata, la sua capacità di trattenere l'acqua viene ridotta e, se è sufficientemente abbassata, avviene la condensazione.

La forma in cui condensano i vapori d'acqua è determinata dalle condizioni in cui avviene il raffreddamento.

Processo di condensazione:

Ci sono quattro processi importanti in cui l'aria si raffredda sotto il suo punto di rugiada:

1. Perdita di guarigione per radiazione,

2. Contatto con superfici fredde come terreno fresco, foglie di piante, strati di neve e iceberg,

3. Miscelazione con aria fredda, e

4. Nessuna aggiunta effettiva o ritiro di calore. Questo tipo di variazioni di temperatura è il risultato di processi interni in cambiamento adiabatico, ad esempio raffreddamento adiabatico mediante espansione nella corrente d'aria in aumento.

Processo di raffreddamento adiabatico:

Il processo adiabatico è definito come quel processo in cui non viene aggiunto o sottratto calore dalla massa d'aria. Un processo di raffreddamento adiabatico o di espansione dipende in primo luogo dal pacchetto di massa d'aria che sale attraverso l'atmosfera a quote più elevate. Le variazioni di temperatura che non implicano sottrazione o aggiunta di calore sono chiamate variazioni di temperatura adiabatiche.

L'aria è un cattivo conduttore di calore. Pertanto, la massa d'aria in movimento verticale trattiene l'energia termica mantenendo l'identità termica diversa dall'aria circostante. Quando la massa d'aria aumenta, si espande a causa della diminuzione della pressione a quote più elevate. Di conseguenza, il volume della massa d'aria in aumento aumenta a causa dell'espansione.

Durante l'espansione, la massa d'aria deve lavorare contro l'aria circostante. Durante questo processo, l'energia termica interna della massa d'aria viene consumata a causa dell'espansione riducendo l'energia termica per unità di volume con conseguente diminuzione della temperatura.

Il tasso di diminuzione della temperatura della massa d'aria in movimento con l'altezza è chiamato tasso di cadenza adiabatica (ALR). Se la massa d'aria rimane asciutta, il tasso di diminuzione della temperatura è chiamato Diab (adiabatico) (DALR). Il valore di DALR è di circa 10 ° C / km. È diverso dal normale intervallo di tempo. Viene anche chiamato tasso di cadenza ambientale, che viene registrato dal termometro trasportato attraverso l'atmosfera da un palloncino in aumento.

La temperatura della massa d'aria in aumento continua a diminuire finché non si satura. Un ulteriore raffreddamento della massa d'aria provoca la condensazione. Durante la condensazione, i vapori d'acqua vengono convertiti in calore latente rilasciante liquido di condensa. Il calore latente della condensa si mescola con la massa d'aria in movimento.

Di conseguenza, il pacco di massa d'aria si raffredda più lentamente rispetto alla secchezza adiabatica. La velocità di raffreddamento più bassa è chiamata saturazione adiabatica (SALR). Generalmente il suo valore rimane intorno ai 5 ° C / km, tuttavia, il suo valore varia da circa 4 ° C / km per aria molto umida nelle regioni equatoriali a circa 9 ° C / km per l'aria fredda nelle regioni polari.

La condensazione, quindi, dipende da due variabili, cioè la quantità di raffreddamento e l'umidità relativa nell'aria.

Tipi di condensa:

Diverse forme di condensa vicino al suolo sono:

1. Rugiada,

2. Nebbia,

3. Gelo e

4. Smog.

I. Rugiada

La rugiada si forma direttamente per condensazione vicino al suolo, quando la superficie è stata raffreddata dalla radiazione uscente. La formazione di rugiada si verifica principalmente quando le notti sono chiare e il vento è calmo. Generalmente la rugiada si forma sull'erba, sulle foglie delle piante e su qualsiasi altro oggetto solido vicino alla superficie del terreno.

Condizioni favorevoli alla rugiada :

(i) Raffreddamento radiante durante la notte,

(ii) Condizioni di calma / vento leggero,

(iii) Cielo limpido, notti fresche e lunghe,

(iv) sufficiente disponibilità di vapori d'acqua,

(v) Vento anticiclonico, e

(vi) Avvento freddo.

Condizioni non favorevoli alla rugiada:

(i) Cielo nuvoloso,

(ii) forti venti superficiali,

(iii) Presenza di circolazione ciclonica, e

(iv) Caldo annuncio.

II. Nebbia:

Nebbia risulta dalla condensazione di vapori di acqua atmosferica in gocce d'acqua che rimangono sospese nell'aria in concentrazioni sufficienti a ridurre la visibilità superficiale. La nebbia è semplicemente uno strato di nuvole molto vicino alla superficie. È un grosso rischio nell'area industriale. È molto comune durante l'inverno. È anche molto comune vicino alle zone costiere.

Condizioni favorevoli per la nebbia:

1. Umidità eccessiva, l'umidità relativa deve essere superiore al 75 percento.

2. Calm / vento leggero, e

3. Venti anti-ciclonici.

Tipi di nebbia:

1. Nebbia di evaporazione:

a) Nebbia frontale e

(b) Nebbia a vapore.

2. Nebbia rinfrescante:

a) Nebbia di avanzamento,

(b) Nebbia delle radiazioni,

(c) Inversion Fog, e

(d) Nebbia ascendente.

(1) Nebbia di evaporazione:

a) nebbia frontale:

Quando la pioggia calda cade attraverso l'aria fredda, si formano nebbia o nubi striate sulla superficie frontale a causa della super saturazione causata dall'evaporazione da pioggia calda in aria fredda.

(b) Nebbia del vapore:

È un tipo di nebbia instabile prodotto dall'intensa evaporazione dalla superficie dell'acqua in aria relativamente fredda. La nebbia di vapore si trova nelle medie latitudini in prossimità di laghi e fiumi in autunno quando le superfici dell'acqua sono ancora calde e l'aria è fredda.

(2) Nebbia rinfrescante:

(a) nebbia di avanzamento:

L'effetto nebbia viene prodotto dal trasporto di aria calda umida su una superficie più fredda, con conseguente raffreddamento degli strati superficiali al di sotto dei loro punti di rugiada, con condensazione che avviene sotto forma di nebbia. Può anche essere prodotto, se la massa d'aria fredda si muove attraverso la superficie calda del mare.

(b) Nebbia delle radiazioni:

Nebbia di radiazioni o nebbia di terra viene prodotta quando l'aria umida stagnante è a contatto con la terra che è diventata progressivamente più fredda durante la notte a causa di un'eccessiva radiazione in uscita.

(c) Inversion fog:

E 'il nome dato a qualsiasi tipo di nebbia o nube stratus che inizialmente si sviluppa nella parte superiore di uno strato umido, accompagnato da cedimenti al di sopra dell'inversione, intensifica quest'ultimo e produce la nube di stratus che può accumularsi come nebbia sul terreno.

(d) Nebbia ascendente:

La nebbia ascendente è una nebbia di tipo stabile risultante dal sollevamento graduale orografico dell'aria convettiva. L'aria si raffredda adiabaticamente e la nebbia inizia a formarsi quando raggiunge un'altezza dove l'aria si è raffreddata fino alla saturazione.

III. Brina:

Non è la rugiada congelata. Il gelo si verifica quando il punto di rugiada dell'aria scende al di sotto del punto di congelamento (0 ° C). Quando la condensa inizia con una temperatura inferiore a 0 ° C, i vapori d'acqua nell'aria passano direttamente dallo stato gassoso allo stato solido (sublimazione).

Il gelo può essere leggero o pesante. Quando il gelo è pesante, le colture sono danneggiate. Viene anche chiamato uccidere il gelo. Le notti gelide sono più comuni durante la stagione invernale nel nord-ovest dell'India. Le colture, che sono sensibili alle lesioni a bassa temperatura, subiscono un grande danno.

un. Gelo delle radiazioni:

Si verifica nelle notti calme e serene quando la radiazione terrestre viene persa nello spazio. L'assenza di nuvole e la forte concentrazione di vapori d'acqua portano alla formazione di radiazioni da gelo.

b. Brina di avanzamento:

Si verifica in quelle aree in cui l'aria fredda viene propagata da zone più fredde da venti più forti. La brina o il gelo del vento possono verificarsi in qualsiasi momento del giorno o della notte indipendentemente dalle condizioni del cielo. In alcuni casi, il gelo avanzato può essere intensificato dal gelo delle radiazioni.

c. Brina o gelo bianco:

È causata dalla sublimazione di cristalli di ghiaccio su oggetti come rami di alberi, fili ecc. Questi oggetti devono trovarsi a una temperatura inferiore al punto di congelamento in quanto l'aria con un punto di rugiada al di sotto del congelamento viene portata alla saturazione mediante raffreddamento.

d. Brina nera:

Si verifica quando la vegetazione è congelata a causa di una riduzione della temperatura dell'aria che non contiene umidità sufficiente.

Differenza tra radiazione e gelo di avanzamento:

In caso di irraggiamento da radiazioni, le condizioni principali sono la calma, le notti limpide e l'inversione di temperatura. È di breve durata. In caso di gelata, i venti forti e l'assenza di inversione di temperatura sono le condizioni principali. È di lunga durata.

Controllo del gelo:

Il gelo dovrebbe essere controllato per mantenere i tessuti della vegetazione al di sopra della temperatura letale. Le colture di ortaggi sono danneggiate dal gelo. Il danno delle piante coltivate dipende dal tipo di coltura. La presenza di brina sulle foglie ostacola il normale funzionamento degli stomi.

Di conseguenza, la fotosintesi è influenzata negativamente. In caso di forti gelate, le piante coltivate potrebbero essere uccise. Pertanto, diventa essenziale per salvare le colture contro i danni del gelo.

I seguenti metodi possono essere adottati per salvare le colture dal danno da gelo:

1. Selezione del sito,

2. Maggiore intercettazione della radiazione (schermo fumogeno),

3. Isolamento termico

4. Miscelazione dell'aria (eliche azionate dal motore e ventilatori caldi per dirigere verso il basso l'aria calda nello strato di inversione),

5. Riscaldamento diretto dell'aria e dell'impianto,

6. Applicazione dell'acqua, e

7. Manipolazione del suolo.

IV. Smog:

È la combinazione di nebbia e fumo che si trova su grandi città industriali a metà o alte latitudini. Dal momento che persiste per giorni insieme e causa così tante malattie e morti, quindi è anche conosciuta come una nebbia killer.

Condensa sopra il terreno:

Durante la stagione estiva, la massa d'aria sulla superficie del terreno viene riscaldata a causa dell'intensa energia termica. Questa massa d'aria diventa più calda rispetto all'ambiente circostante. Vengono generate forti correnti verticali, che innalzano la massa d'aria calda e leggera. La massa d'aria in aumento si satura a causa del raffreddamento.

Un ulteriore raffreddamento della massa d'aria satura porta alla condensazione. Il sollevamento della massa d'aria continua anche se la causa originale del sollevamento ha cessato di essere efficace. Più tardi, il movimento ascendente dell'aria è causato dalla forza di galleggiamento. Spesso la massa d'aria torna al livello precedente. Il movimento ascendente e discendente della massa d'aria dipende dalla stabilità e dall'instabilità dell'atmosfera.