بخار الماء تغير فيزيائي : العوامل المؤثرة في تغيره

بخار الماء تغير فيزيائي : العوامل المؤثرة في تغيره






بخار الماء تغير فيزيائي

عملية بخار الماء هو تحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية حيث تتغير حالته فقط وليس تركيبته الكيميائية فهو يظل ماء في النهاية لذلك فإن تبخر الماء تغير فيزيائي.
ومثال على عملية تبخر الماء هو اختفاء برك الامطار من الشارع في يوم حار، أو جفاف الملابس المبللة عند تعرضها للشمس فالماء لا يختفي منه وإنما يتبخر إلى غاز.
عملية تبخر الماء تحدث ضمن 3 عمليات لدورة المياه على الأرض وهم: التبخر، التجمد، الانصهار حيث يشكل التبخر 90% من الرطوبة في الغلاف الجوي و10% فقط من عملية نتح النباتات.
العوامل التي تؤثر في تغير الماء فيزيائيًا هي درجة الحرارة وهي المؤثرة في التنقل بين حالات المادة الثلاثة للمياه: الصلبة والسائلة والغازية، التبخر ناتج عن ارتفاع درجة الحرارة المعرضة لها المياه فتتحول من حالتها السائلة إلى حالتها الغازية، أما إذا انخفضت درجة الحرارة بما يكفي تتحول المياه من حالاتها السائلة إلى الحالة الصلبة وهو ما يعرف بالتجمد، عند تعرض الجليد إلى درجة حرارة مرتفعة ينصهر ويعود لحالته السائلة.
وسبب هذه التغيرات الفيزيائية للماء بين ذوبان وتجمد وتبخر هي أن جزيئات المادة (الماء) تبدأ في التسارع أو التباطؤ مع ارتفاع درجات الحرارة أو انخفاضها، فعلى سبيل المثال في الحالة الصلبة تكون الجزيئات متراصة بجانب بعضها ولا تهتز، أما الجزيئات في الحالة السائلة تتحرك بحرية ولكنها تظل قريبة من بعضها البعض، أما في حالتها لغازية تتحرك الجزيئات بشدة وتتفرق عن بعضها ويكون بينهم مساحة كبيرة.
وهناك بعض العوامل التي تؤثر على كيفية حدوث التبخر:

• إذا كان الهواء مشبع بمواد أخرى فلن يكون هناك مساحة كافية في الهواء لتبخر الماء بسرعة.
• عندما تكون الرطوبة 100% لن يتمكن التبخر من الاستمرار من تبخير المياه.
• ضغط الهواء يؤثر على التبخر، فإذا كان ضغط الهواء مرتفع على سطح المسطح المائي فلن يتبخر الماء. [1]

أهمية عملية التبخر للإنسان

عملية التبخر هي جزء من دورة المياه على الأرض، وتبخر المحيطات هو أمر حيوي لإنتاج المياه العذبة على سطح الأرض، وتزيد أهمية ذلك عند العلم بأن المحيطات تشكل 70% من مساحة كوكب الأرض المحيطات تعد المصدر الرئيسي للمياه في الغلاف الجوي.
يسخن ضوء الشمس سطح الماء وتتسبب الحرارة في تحرك جزيئات الماء بشكل أسرع حتى تتحرك بسرعة كبيرة جدًا وتهرب على شكل غاز، ويقضي جزئ الماء المتبخر حوالي 10 أيام في الهواء.
وعندما يتبخر بخار الماء إلى أعلى في الغلاف الجوي يبدأ في عملية التبريد مرة أخرى فتنخفض حرارته فيرجع يتكثف بخار الماء ويعود إلى شكله السائل حيث يسمى تحول بخار الماء إلى سائل في دورة الماء التكثف وتتجمع هذه المياه لتكوين السحب والامطار.
كما أن عملية تبخر الماء مهمة لامتصاص الرطوبة من التربة في الزراعة، ومع أن تبخر الماء يتسبب في انخفاض مستوى المياه إلى أن هذه المياه لا تختفي بل تبقى في الغلاف الجوي وهو ما يؤثر على الرطوبة في الهواء ويتكون على هيئة سحب ويعود مرة أخرى في شكل مياه عذبة. [2]
العوامل المؤثرة على معدل التبخر

• درجة الحرارة.
• مساحة السطح.
• سرعة الرياح.
• رطوبة المحيط.

يحدث بخار الماء هو عندما يكون على شكل غاز بعد تغير درجة حرارة المياه السائلة إلى درجة الغليان 100 درجة مئوية، هناك عوامل تؤثر على معدل التبخر بين سرعة معدل التبخر أو بطئه وهذه العوامل هي:
درجة الحرارة: عند ارتفاع درجة حرارة الماء في حالته السائلة يؤدي ذلك إلى زيادة الطاقة الحركية لجزيئات المياه وهذه الزيادة في الطاقة تتغلب على قوى الجذب بين الجزيئات والهروب إلى الغلاف الجوي في شكل غاز.
كلما كانت البيئة المحيطة للماء مرتفعة في درجة الحرارة هذا يجعل التبخر يتم بشكل أسرع لأن البيئة الساخنة تنقل حرارتها إلى السائل، وكلما ارتفعت درجة حرارة السائل أو البيئة المحيطة به زادت سرعة معدل التبخر.
مساحة السطح: التبخير هو ظاهرة سطحية، وأثناء التبخر تتغلب جزيئات السائل على قوى الجذب فتنفصل عن السائل وتصبح على شكل غاز، ومن المعروف أن السائل ليس له شكل محدد بل هو يأخذ شكل الإناء الذي بداخله، لذلك فكلما زادت مساحة السطح الذي يشغله السائل زاد عدد جزيئات السائل وكلما زاد عدد الجزيئات التي تنفصل عن بعضها وتتحول لغاز كلما كان معدل التبخر أسرع.
لذلك فكلما زادت المساحة السطحية التي يشغلها السائل كلما كان التبخر أسرع.
سرعة الرياح: تساهم سرعة الرياح في معدل التبخر عن طريق دوران الهواء يعمل على تسريع تحريك الهواء ما يعني نقل الرطوبة إلى مكان آخر وتقليله في البيئة المحيطة بالسائل، فيصبح الهواء قادرًا على تحمل بخار ماء أكثر فيبدأ في التبخر مجددًا.
بمعنى آخر هناك تبخر في الغلاف الجوي وازدادت الرطوبة في الهواء المحيط بالسائل، يستغرق الهواء الرطب بعض الوقت حتي يتبد في بقية الغلاف الجوي، عند وجود رياح أو تيار هواء بارد يسرع من عملية تبديد الهواء هذه ما يعني تقليل الرطوبة في هذه البيئة.
رطوبة المحيط: والمقصود بالمحيط هنا حول المكان حول عملية التبخر، لأن هناك حد لكمية الماء التي يمكن للغلاف الجوي أن يتحملها، وهذا الحد يتناسب مع درجة الحرارة، أي أنه كلما زادت درجة الحرارة كلما تحمل الهواء بخار ماء أكثر بعكس الهواء البارد.
لذلك فكلما زادت كمية البخار في الهواء الجوي كلما كان معدل التبخر أبطأ ويمكن النظر إلى ذلك باعتباره توازن بين كمية الماء في الغلاف الجوي وبين كميته على الأرض في شكله السائل.
لذلك فإنه كلما زادت الرطوبة في الغلاف الجوي المحيط بالمياه كلما كان معدل التبخر أبطأ. [3]
الفرق بين التغير الفيزيائي والكيميائي

• التغير الفيزيائي.
• التغير الكيميائي.

هناك تغيير يحدث للمادة بما فيها الماء ومن خلال دراسة العلماء لهذه التغيرات استطاعوا أن يصنفوها إلى قسمين تغيير فيزيائي وتغير كيميائي.
التغير الفيزيائي: هو التغير الذي يحدث للماء بدون تغير أو انكسار في الروابط، أي أن نفس المركبات الموجود قبل التغير هي نفس المركبات الموجودة بعد التغيير، وهذا يعني أن الخصائص ثابتة مثل: اللون ودرجة الغليان.
ولكن التغير الفيزيائي يسبب تحرك في الجزيئات وليس تغييرها، والتغييرات الفيزيائية تشمل:

• التغير في الحالة (من الصلبة إلى السائلة، أو من السائلة إلى الغازية).
• فصل الخليط.
• القطع، الانبعاج، التمدد.

فعلى سبيل المثال عند ذوبان مكعب ثلج وتحوله من حالته الصلبة إلى السائلة فإن تركيبه لا يتغير يظل ماء، ويظل كل جزئ ماء يحتوي على ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين مرتبطة تساهميًا.
كما يمكن تصنيف التغير الفيزيائي إلى أنه تغير قابل للعكس، مثل إعادة تجميد مكعب الثلج المذاب.
التغير الكيميائي: هو تغير يؤدي إلى انكسار الروابط وهذا يعني أن المادة التي لها خصائص معينة مثل: درجة الانصهار واللون والطعم تتحول إلى مادة مختلفة بخصائص مختلفة، ومن أمثلة التغير الكيميائي هو حرق الشمع، فعندما يتم حرق الشمع يؤدي ذلك إلى تكوين مواد كيميائية جديدة وهما الماء وثاني أكسيد الكربون.

ابتسامة الزهر معجب بهذا

المصدر : منتديات عبق الياسمين