مخزن أكبر مرجع عربي للمواضيع و المقالات

ابحث عن أي موضوع يهمك

العامل الأساسي الذي يساعد على تبخر الماء

بواسطة: نشر في: 1 يناير، 2023
مخزن

العامل الأساسي الذي يساعد على تبخر الماء

إن العامل الأساسي الذي يساعد على تبخر الماء هو الشمس، كذلك فهناك الكثير من العوامل الأخرى التي تؤثر على سرعة تبخر السائل، وفيما يلي نذكر أهم تلك العوامل:

  • درجة حرارة السائل: إذ أن كوب من الماء الساخن يتبخر أسرع مقارنةً بكوب الماء البارد.
  • مساحة السطح المكشوفة للسائل: كلما تزداد مساحة السّطح المحتوي على الماء فإن سرعة تبخّره تزداد، حيث إن نفس كمية الماء تتبخر بوعاء ضحل عريض بسرعة أكبر مقارنة مع الزجاج الطويل الضيق.
  • درجة نقاء الماء: سيتبخر الماء النقي بسرعة كبيرة مقارنةً من الماء المالح، حيث يزيد وجود الأملاح بالماء من ثقل جزيئات الماء، وهو ما يرفع من الطّاقة الضرورية لتبخّرها.
  • حركة الهواء: حينما ترتفع سرعة الهواء فإن سرعة التّبخر تزداد، والملابس على حبل الغسيل تجف بسرعة أكبر بيوم عاصف منه خلال اليوم الذي لا يوجد رياح فيه.
  • تركيز المادة المتبخرة في الهواء: إذ أن الملابس تجف بسرعة أكبر حينما يحتوي الهواء على بخار ماء قليل.

ما المقصود بتبخر الماء

إنّ تبخّر الماء (Water evaporation) عبارة عن عملية تحوّل الماء إلى الحالة الغازيّة من حالة السّيولة حتى يتحول لشكل بخار ماء، وذلك حين ترتفع درجة الحرارة مع توفّر عوامل أخرى، إذ تعمل الحرارة على كسر الرّوابط التي تربط بين جزيئات الماء، ومن ثم تفصلها عن بعضها، وفي بعض الأحيان قد يتحوّل الماء بحالته الصّلبة الثّلج أو الجليد لبخار ماء دون مروره بحالة السيولة وتُعرف تلك العملية بالتّسامي (Sublimatio)، وهي شائعة أكثر بالمناخات القاحلة حيث تمتص الرّياح الجافة الرّطوبة من الثّلج لتحولّه فيما بعد إلى بخار ماء.

آلية تكون بخار الماء

إن بخار الماء يتكون إمّا من عملية التسامي أو عملية التبخر، ويُشار إلى أنّه من غير الممكن مشاهدة بخار الماء بالأفق على الغيوم والضباب المتكونة من جزيئات ماء معلّق بالهواء سائل، وفيما يلي نذكر كيف تحدث عمليات تكون بخار الماء:

التبخر

يتحويل الماء إلى الحالة الغازية من الحالة السائلة بعملية التبخر،وحسب جامعة ميتشيغان التكنولوجية يضمن التبخر انتقال الماء من المسطحات المائية للأرض، حتي الغلاف الجوي، وتلك العملية تتم حينما يسخن الماء، حيث يتبخر عقب تحرك جزيئاته والتي تهتز بسرعة.

ويصنف التبخر باعتباره واحد من شكلي التبخير، إذ أن الثاني هو الغلي، ويجب أن تتوفر الطاقة لكي يحدث التبخر، حيث إنّها تُسّرع العملية في معدلات تدفق أعلى ودرجة حرارة أعلى بين الحالة السائلة والغازية، بالسوائل، وبحالات التوتر السطحي الأقل على الماء، والتوتر السطحي يعتبر هو ميل السائل المرن الذي يساعد الحشرات بالتعويم فوق الماء ولديها ما يسمح من التوتر بتكوين الفقاعات.

التسامي

يتحول الماء مباشرةً من الحالة الصلبة للحالة الغازية دون مروره بالحالة السائلة، وعادةً ما يرمز التسامي إلى عملية تحول الثلج لبخار الماء بالهواء دون ذوبان الماء، والثلج الجاف يعتبر أحد الأمثلة على تلك العملية.

وثاني أكسيد الكربون المتجمد هو الذي يتسامى، أو يتحول لغاز عن درجة حرارة -78.5 درجة مئوية، حيث إن الضباب بالواقع هو خليط ما بين البرد وغاز ثاني أكسيد الكربون البارد، مع الهواء الرطب، الذي نشأ حين يذوب الثلج الجاف.

أهمية التبخّر

هناك العديد من الفوائد للتبخّر، منها:

  • إكمال دورة الماء: يُعتبر تبخّر الماء واحد من المراحل التي تمر دورة الماء بها في الطّبيعة، فحينما يتبخّر الماء من المسطحات المائيّة كالمحيطات بسبب حرارة الشّمس ثم يرتفع للأعلى بالغلاف الجوي، لتنخفض درجة حرارته ومن ثم ويتكاثف؛ حيث يتحوّل مرة ثانية إلى الحالة السّائلة ويرجع للأرض على هيئة الهطول المختلفة ومن بينها المطر.
  • التّبريد: يتطلب الماء لكي يتبخّر طاقة حراريّة والتي يستمدها من السّطح الذي يتبخّر الماء منه، وهو الذي يحدث حيتما يتبخّر العرق الذي يتم إفرازه من جسم الإنسان حين تعرضّه إلى درجة حرارة عالية، ثم تنخفض درجة حرارة جسم الإنسان، وهو الذي يحدث كذلك حين يتبخّر الماء من الثغور فس أوراق النّباتات بعملية النّتح، فيساعد من جانب على نقل المياه من جذر النّبات لأنسجة النّبات الأخرى، ومن جانب آخر يساعد في خفض درجة حرارة الهواء بالمنطقة التي توجد الأشجار بها.

العلاقة بين تبخر الماء والتبريد

هناك علاقة تربط ما بين التبريد وعملية تبخر الماء حيث تحتفظ جزيئات السائل بجزء من الطاقة الحرارية الخاصة به، وحينما تحدث عملية التبخر فينتقل البعض من جزيئات السائل خارج سائل في شكل بخار، وتتخذ جزيئات البخار تلك الطاقة الحرارية الكامنة بها؛ وهو ما يشير إلى أن السائل قد خسر بعض طاقته الحرارية الكلية، وهو ما ينتج عنه تبريد السائل ومن ثم انخفاض حرارته، وتعرف تلك العملية بالتبريد التبخيري.

تطبيقات بخار الماء

يُستخدم بخار الماء في مجموعة متنوعة من التطبيقات المتعلقة بقطاع الصناعة، وفيما يأتي بعض هذه التطبيقات:

استخدام البخار للتسخين

يتم استخدام بخار الماء بمصافي التكرير ومصانع معالجة المنتجات الغذائية، والمصانع الكيماوية، لتسخين المراجل والمبادلات الحرارية، والمفاعلات.

ويُستخدم بذلك النوع من الصناعات بخار الضغط الإيجابي وهو الضغط الذي تحتاج إليه بعض المعدات، والذي تكون القيمة الخاصة به أعلى من (0) ميجا باسكال وفي درجات حرارة أعلى من مئة درجة مئوية.

استخدام البخار كقوة دفع

يتم استخدام بخار الماء بتوليد القوة الدافعة من التي تتطلبها التوربينات البخارية، والتي تصنف من القطع الرئيسية بمعدات توليد الطاقة الحرارية الكهربائية، إذ عادةً ما يُستخدم البخار المسخّن بالتوربينات؛ من أجل إيقاف تلف المعدات الذي ينتج عن تدفق المكثفّات، ويُذكر أنّ البعض من محطات الطاقة النووية لا تستخدم بخار عالي الحرارة بمعداتها، إذ تستخدم البخار المشبع عالي الضغط العالي بدلًا منه.

استخدام البخار كسائل دافع

يتم استخدام بخار الماء باعتباره قوة دافعة هدفها تحريك التيارات الغازية والسائلة بالأنابيب، وفي مثال على ذلك يتم سحب مضخات البخار النفاثة الفراغ بأجهزة المعالجة كأبراج التقطير لتيسير حركة السوائل، فضلًا عن استخدامه كدافع أساسي بمجففات الضغط الثانوية.

استخدام البخار في عملية الانحلال الذرّي

يتم استخدام بخار الماء بعملية الانحلال الذري، لكي يتم فصل السوائل بطريقة ميكانيكية، وفي مثال على ذلك يُستخدم البخار ببعض المواقد، وذلك عن طريق حقنه بالوقود من أجل رفع كفاءة عملية الاحتراق وتقليل قدر الهيدروكربونات المُنتجة.

أسئلة شائعة

كيف يتم تبخر الماء؟

التبخر هو عملية تحول الماء من سائل لبخار أو غاز.

المراجع

الذي يساعد على تبخر الماء

جديد المواضيع