В жаркие летние дни стакан холодного напитка – это настоящее соблазнение! Наслаждаясь им, вы, возможно, заметите, что на поверхности бутылки с напитком, вынутой из холодильника, вскоре появятся многочисленные капли воды. Неужели напиток просачивается через стенки бутылки? Конечно, нет! Чтобы понять, почему это происходит, давайте начнем с воздуха, которым мы дышим каждую минуту. Воздух представляет собой смесь, состоящую из 78% азота, 21% кислорода и 1% инертных газов и примесей. В результате испарения воды из рек, озер и океанов, а также дыхания растений и животных, в воздухе, которым мы дышим, также содержится водяной пар. Такой воздух, содержащий водяной пар, называют "влажным воздухом". Чем больше водяного пара содержится во влажном воздухе, тем ощутимее влажность; иногда мы даже используем фразу "из воздуха можно выжать воду", чтобы описать влажный воздух.
При атмосферном давлении способность воздуха "поглощать" водяной пар не безгранична, и существует максимальное значение влажности, при котором влажный воздух называется насыщенным воздухом. В этом случае давление и температура водяного пара соответственно называются насыщенным давлением и насыщенной температурой (насыщенная температура – это температура кипения воды при насыщенном давлении). Если количество водяного пара в воздухе превышает это максимальное значение, то давление водяного пара будет превышать его насыщенное давление, и произойдет фазовый переход газ-жидкость, то есть избыточный водяной пар будет вынужден конденсироваться в виде капель воды, и воде не потребуется "выжимать" из воздуха, чтобы выпасть в виде капель.
Содержание влаги в насыщенном воздухе тесно связано с температурой окружающей среды. Чем ниже температура окружающей среды, тем меньше влажность воздуха и тем меньше водяного пара может "поглотить" влажный воздух. При температуре 34℃ содержание влаги в насыщенном воздухе составляет 34,94 г/кг, поэтому, если содержание водяного пара составляет 34,00 г/кг, это еще не означает, что воздух насыщен. Когда погодные условия приводят к снижению температуры до 30℃, максимальное значение составит всего 27,52 г/кг, и 6,48 г/кг водяного пара будут конденсироваться в виде капель воды и выпадать из влажного воздуха, то есть произойдет "конденсация". Летом, когда бутылка с напитком, вынутая из холодильника, имеет температуру значительно ниже температуры окружающей среды, между поверхностью бутылки и окружающим воздухом будет происходить теплообмен, в результате которого температура воздуха вокруг бутылки будет постепенно снижаться, и чем ближе к стенке бутылки, тем ниже температура. В результате влажный воздух будет постепенно становиться насыщенным, а затем на стенке бутылки появится конденсат в виде маленьких капель воды, которые прилипнут к внешней поверхности бутылки. Если бутылка с замороженным льдом поставить в помещение, вскоре на поверхности стенки бутылки появится слой инея. Это происходит из-за того, что вода в бутылке и маленькие капли воды на внешней поверхности бутылки обмениваются теплом, в результате чего температура капель воды падает ниже 0℃, и происходит замерзание.