Физика росы

[Александрович]

Объясните в чём заключается физический смысл образования конденсата на поверхности тела при снижении температуры? Молекулы или сгустки молекул воды в воздухе начинают летать с меньшей скоростью и что?

[iifat]

Так понимаю, прилипают к поверхности в количестве и принимают форму под действием поверхностного натяжения. В общих чертах.

[arseniiv]

Тут, как обычно в таких вопросах, ответ имеет вид «скорость такой-то реакции становится больше скоростей таких-то, обратных ей», где обратные ей — это испарение. И при нормальной влажности молекулы воды прилипают к поверхностям в каком-то числе и отлипают от них (химики сейчас расскажут, какой кошмар есть приповерхностный слой чего-нибудь). Но если влажность уж слишком большая, давление паров воды оказывается достаточным, чтобы капли жили подольше. Возможно, ещё маленькие капли нестабильны и постепенно испарением пополняют большие, как с кристаллами, но тут я не в курсе.

[DimaM]

А в чем, собственно, вопрос?
Почему при понижении температуры вода конденсируется или почему конденсируется на поверхности?
Конденсируется потому что при понижении температуры энергия Гиббса жидкой фазы становится меньше, чем газообразной.
Начинается на поверхности потому что на поверхности получаются более плоские капли - соответственно, размер критического зародыша меньше, и конденсация начинается при меньшем пересыщении.

[druggist]

DimaM в сообщении #1140569 писал(а):

потому что на поверхности получаются более плоские капли - соответственно, размер критического зародыша меньше

С точностью до наоборот, для плоской водяной капли размер крит. зародыша должен быть больше - сфера это минимальная поверхность при заданном объеме и, следовательно, минимальная поверхностная энергия. Суть гетерогенного зародышеобразования в снижении энергии границы раздела жидкость-подложка при контакте, а не в форме поверхности зародыша.

[DimaM]

druggist в сообщении #1140593 писал(а):

С точностью до наоборот, для плоской водяной капли размер крит. зародыша должен быть больше - сфера это минимальная поверхность при заданном объеме и, следовательно, минимальная поверхностная энергия.

Давление насыщенного пара зависит от кривизны. Для более плоских капель оно меньше.
Хотя более плоские капли действительно получаются из-за меньшей энергии на границе жидкость-подложка, так что это две стороны одной медали.

[druggist]

DimaM в сообщении #1140644 писал(а):

так что это две стороны одной медали.

Нет, конечно. Если бы поверхностная энергия границы раздела капля-подложка была бы порядка поверхностной энергии границы раздела капля-газ, то никакого преимущественного образования капель на подложке не происходило бы. Кстати "более плоская капля" в качестве зародыша в этом случае гомогенного зарождения менее выгодна чем сферическая

[DimaM]

druggist в сообщении #1140658 писал(а):

Если бы поверхностная энергия границы раздела капля-подложка была бы порядка поверхностной энергии границы раздела капля-газ, то никакого преимущественного образования капель на подложке не происходило бы.

Об том и речь.

druggist в сообщении #1140658 писал(а):

Кстати "более плоская капля" в качестве зародыша в этом случае гомогенного зарождения менее выгодна чем сферическая

В случае гомогенного зарождения только сферическая находится в механическом равновесии. А с точки зрения термодинамики - у несферической максимальная кривизна больше при том же объеме.

[druggist]

DimaM в сообщении #1140659 писал(а):

А с точки зрения термодинамики - у несферической максимальная кривизна больше при том же объеме.

Это что-то совсем непонятное... "максимальная кривизна.. у несферической... больше при том же объеме", очевидно, все же это утверждение верно с точки зрения геометрии, а с т.з термодинамики все просто - если выигрыш в объёмной энергии Гиббса превышает проигрыш в поверхностной энергии образования межфазной границы, тогда образовавшийся флуктуационным образом зародыш растет (при фиксированном пресыщении) Этот проигрыш минимален для зародыша сферической формы, следовательно с т.з. именно термодинамики(стат.физики) сферические зародыши и образуются

[GraNiNi]

Не нужно усложнять сущности без надобности - кривизна здесь ни при чем и поверхность имеет преимущество по другой причине.

Конденсация влаги начинается на поверхности (траве), потому что ее температура будет всегда немного ниже, чем окружающий воздух и концентрация паров воды соответствующая насыщению достигается раньше.

Тепло теряет земная поверхность (излучение) от которой уже и охлаждается контактирующий с ней воздух (конвекция).

Когда же и воздух остынет до температуры соответствующей давлению насыщенного водяного пара, то конденсация начнется и в воздухе - туман, из которого также будут оседать капли на поверхность (траву), но уже имеющие другое происхождение.

[DimaM]

GraNiNi в сообщении #1140727 писал(а):

Конденсация влаги начинается на поверхности (траве), потому что ее температура будет всегда немного ниже, чем окружающий воздух и концентрация паров воды соответствующая насыщению достигается раньше.

Немного сомневаюсь я, что мелкие травинки или паутинки могут быть холоднее окружающего воздуха.

[Александрович]

Сначала были одной температуры, но воздух нагрелся быстрее.

[Munin]

Тогда пар вообще был бы ненасыщен. Роса выпадает, наоборот, при понижении температуры.

[rockclimber]

DimaM в сообщении #1140734 писал(а):

GraNiNi в сообщении #1140727 писал(а):

Конденсация влаги начинается на поверхности (траве), потому что ее температура будет всегда немного ниже, чем окружающий воздух и концентрация паров воды соответствующая насыщению достигается раньше.

Немного сомневаюсь я, что мелкие травинки или паутинки могут быть холоднее окружающего воздуха.

Как паутина - не знаю, а вот растения испаряют воду листьями, и за счет этого охлаждаются.

[GraNiNi]

DimaM в сообщении #1140734 писал(а):

Немного сомневаюсь я, что мелкие травинки или паутинки могут быть холоднее окружающего воздуха.

Не сомневайтесь, именно так и будет.

Травинки и паутинки теряют тепло путем теплового ИК излучения, а окружающий их воздух (газ), сам по себе, этого сделать не может - он прозрачен для него.
Поэтому воздух может остыть только от этих травинок, при контакте с ними, путем теплопроводности и конвекции.
Кроме того, у воздуха самая низкая теплопроводность что затрудняет теплоперенос и выравнивание температуры через воздушные слои.

Александрович в сообщении #1140739 писал(а):

Сначала были одной температуры, но воздух нагрелся быстрее.

Нет, при нагреве все происходит аналогично, сначала от солнечного излучения нагреваются поверхность (травинки, паутинки), а уже от них - воздух.