التبخر هو ... عملية انتقال المرحلة من مادة من حالة سائلة إلى حالة بخار

في العالم من حولنا ، باستمرار وباستمرارهناك مجموعة كبيرة من الظواهر الفيزيائية المختلفة والعمليات. واحد من المهم هو عملية التبخر. هناك العديد من الشروط الإلزامية لهذه الظاهرة. في هذه المقالة ، سنناقش كل واحد منهم بمزيد من التفصيل.

ما هو التبخر؟

هذه هي عملية تحويل المواد إلى غازيةأو حالة بخار. هو سمة فقط من المواد من الاتساق السائل. ومع ذلك ، لوحظ شيء مماثل في الأجسام الصلبة ، وتسمى هذه الظاهرة فقط التسامي. ويمكن ملاحظة ذلك بملاحظة دقيقة للهيئات. على سبيل المثال ، قطعة من الصابون تجف بمرور الوقت وتبدأ في التصدع ، وذلك لأن قطرات الماء في تركيبتها تتبخر وتذهب إلى الحالة الغازية H₂O.

التعريف في الفيزياء

التبخر هو عملية ماصة للحرارة تكون فيها حرارة المرحلة الانتقالية هي مصدر الطاقة الممتصة. يتضمن مكونين:

• كمية معينة من الحرارة اللازمة للتغلب على قوى الجذب الجزيئية ، عندما تكون هناك فجوة بين الجزيئات الموصلة ؛
• الحرارة اللازمة لعمل توسع الجزيئات في عملية تحويل المواد السائلة إلى بخار أو غاز.

كيف يحدث هذا؟

يمكن أن يحدث انتقال المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بطريقتين:

1. التبخر - هو العملية التي مادة سائلة من جزيئات سطح تتبخر.
2. الغليان هو عملية التبخر من سائل عن طريق جلب درجة الحرارة إلى الحرارة النوعية للغليان المغلي.

على الرغم من حقيقة أن كلا من هذه الظاهرة تحولالمادة السائلة في الغاز ، وهناك اختلافات كبيرة بينهما. الغليان هو عملية نشطة تحدث فقط عند درجة حرارة معينة ، في حين يحدث التبخر تحت أي ظرف من الظروف. هناك اختلاف آخر هو أن الغليان هو سمة السماكة الكاملة للسائل ، والظاهرة الثانية تحدث فقط على سطح المواد السائلة.

النظرية الجزيئية الحركية للتبخر

إذا نظرنا في هذه العملية على المستوى الجزيئي ، فإنه يحدث على النحو التالي:

1. جزيئات في المواد السائلة هي فيالحركة الفوضوية المستمرة ، لديهم كل سرعات مختلفة تماما. وفي الوقت نفسه ، تنجذب الجسيمات لبعضها البعض من قبل قوى الجذب. في كل مرة تتصادم مع بعضها البعض ، تتغير سرعتها. في مرحلة ما ، يطور البعض سرعة عالية جدًا ، مما يسمح لك بالتغلب على قوى الجذب.
2. هذه العناصر ، التي ظهرت على سطح السائل ، تمتلك طاقة حركية قادرة على التغلب على الترابط بين الجزيئات وترك السائل.
3. هذه الجزيئات السريعة جداً تفلت من سطح المادة السائلة ، وتحدث هذه العملية باستمرار وباستمرار.
4. مرة واحدة في الهواء ، فإنها تتحول إلى بخار - يطلق عليه تبخير.
5. ونتيجة لذلك ، فإن متوسط ​​الطاقة الحركيةتصبح الجسيمات المتبقية أقل وأقل. هذا ما يفسر تبريد السائل. تذكر كيف تعلمنا في مرحلة الطفولة أن نفطر على سائل ساخن ، حتى يبرد قريبا. اتضح أننا تسارعنا في عملية تبخر الماء ، وانخفضت درجة الحرارة بشكل أسرع.

على ما تعتمد على العوامل؟

هناك العديد من الشروط اللازمة لحدوث هذه العملية. يحدث من كل مكان ، حيث توجد جزيئات من المياه: هي البحيرات ، والبحار ، والأنهار ، وجميع الأجسام الرطبة ، وأغطية أجسام الحيوانات والناس ، وأوراق النباتات. يمكن الاستنتاج أن التبخر عملية مهمة للغاية لا غنى عنها للعالم المحيط وكافة الكائنات الحية.

فيما يلي العوامل التي تؤثر على هذه الظاهرة:

1. معدل التبخر يعتمد على التركيبةالسائل نفسه. من المعروف أن كل واحد منهم له خصائصه الخاصة. على سبيل المثال ، سيتم تحويل تلك المواد ، التي تكون فيها حرارة التبخير أقل ، أسرع. دعونا نقارن بين عمليتين: تبخر الكحول والماء العادي. في الحالة الأولى ، يحدث التحويل إلى حالة غازية بسرعة أكبر ، لأن الحرارة النوعية للتبخير والتكثيف في الكحول تبلغ 837 كيلوجول / كجم ، بينما في الماء يكاد يكون ثلاثة أضعاف - 2260 كيلوجول / كيلوغرام.
2. السرعة تعتمد أيضا على درجة الحرارة الأوليةالسائل: كلما كان ، يتم إنتاج البخار الأسرع. وكمثال على ذلك ، تناول كوب من الماء ، عندما يكون هناك ماء مغلي داخل الوعاء ، يحدث تكوين البخار بمعدل أعلى بكثير مما هو عليه عندما تكون درجة حرارة الماء أقل.
3. عامل آخر يحدد معدل تدفق هذه العملية هو مساحة سطح السائل. تذكر أنه في طبق من الحساء الساخن كبير القطر يبرد أسرع من صحن صغير.
4. سرعة توزيع المواد في الهواءكما أن البيئة تحدد بدرجة كبيرة من معدل التبخر ، أي كلما حدث الانتشار بشكل أسرع ، كلما حدث التبخير. على سبيل المثال ، في الرياح القوية ، تتبخر قطرات الماء بشكل أسرع من سطح البحيرات والأنهار والخزانات.
5. تلعب درجة حرارة الهواء في الغرفة أيضًا دورًا مهمًا. المزيد عن هذا ، سنتحدث فقط أدناه.

ما هو دور رطوبة الهواء؟

يرجع ذلك إلى حقيقة أن عملية التبخر تحدث من كل مكان باستمرار وباستمرار ، وهناك دائما جزيئات الماء في الهواء. في شكل جزيئي تبدو وكأنها مجموعة من العناصر H₂O. يمكن أن تتبخر السوائل تبعاً لحجم بخار الماء في الغلاف الجوي ، وهذا المعامل يسمى رطوبة الهواء. يمكن أن يكون من نوعين:

1. الرطوبة النسبية هي النسبةكمية بخار الماء في الهواء إلى كثافة البخار المشبع عند نفس درجة الحرارة كنسبة مئوية. على سبيل المثال ، يشير مؤشر 100٪ إلى أن الغلاف الجوي مشبع تمامًا بجزيئات H₂O.
2. الكثافة المطلقة يميز بخار الماء في الهواء، راشي و، ويظهر ما تحولت الى كتلة من جزيئات الماء الواردة في 1M³ الهواء.

العلاقة بين عملية التبخر والرطوبةيمكن تعريفها على النحو التالي. كلما انخفضت الرطوبة النسبية للهواء ، يحدث التبخر الأسرع من سطح الأرض والأشياء الأخرى.

تبخر المواد المختلفة

المواد المختلفة لديها هذه العمليةبطرق مختلفة. على سبيل المثال ، يحدث تبخر الكحول أسرع من العديد من السوائل بسبب حرارة التبخير المنخفضة. في كثير من الأحيان ، تسمى هذه المواد السائلة متطايرة ، لأن بخار الماء يتطاير حرفيا منها عمليا في أي درجات الحرارة.

الكحول يمكن أيضا تتبخر حتى في درجة حرارة الغرفةدرجة الحرارة. في عملية طهي النبيذ أو الفودكا ، يتم طرد الكحول من خلال جهاز التخمير ، ويصل فقط إلى نقطة الغليان ، فهو يساوي تقريباً 78 درجة. ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة الفعلية لتبخر الكحول ستكون أكبر قليلا ، لأنه في المنتج الأولي (على سبيل المثال ، التباهي) هو مركبات ذات زيوت عطرية ومياه مختلفة.

التكثيف والتسامي

الظاهرة التالية يمكن ملاحظتها في كل مرة ،عندما يغلي الماء في الغلاية لاحظ أنه عند الغليان ، يمر الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. هذا يحدث بهذه الطريقة: طائرة نفاثة من بخار الماء تطير من الغلاية بسرعة عالية من خلال صنبورها. في الوقت نفسه ، لا يظهر البخار المتشكل في مخرج الفوهة ، ولكن على مسافة صغيرة منه. تسمى هذه العملية التكثيف ، أي أن بخار الماء يتكاثف إلى درجة تصبح مرئية لأعيننا.

يسمى التبخر للصلب بالتسامي. في هذه الحالة ، ينتقلون من الحالة الإجمالية إلى الحالة الغازية ، متجاوزين المرحلة السائلة. ترتبط حالة التسامي الأكثر شهرة ببلورات الثلج. في شكله الأصلي ، يكون الجليد صلبًا عند درجة حرارة أعلى من الصفر° تبدأ في الذوبان ، مع دولة سائلة. ومع ذلك ، في بعض الحالات ، في درجات الحرارة السلبية ، يمر الجليد إلى شكل ضار ، متجاوزًا المرحلة السائلة.

تأثير التبخر على جسم الإنسان

بسبب التبخر في الجسم يحدثالحراري. تتم هذه العملية من خلال نظام التبريد الذاتي. في يوم حار مشحون ، يصبح الشخص الذي ينخرط في عمل بدني شديد الحرارة. هذا يعني أنه يزيد من الطاقة الداخلية. وكما تعلمون ، عند درجة حرارة أعلى من 42 درجة ، يبدأ البروتين في دم الشخص في التقلّب ، إذا لم توقف هذه العملية في الوقت المناسب ، سيؤدي ذلك إلى الموت.

يتم ترتيب نظام التبريد الذاتي تماما مثل هذامن أجل تنظيم درجة الحرارة للحياة الطبيعية. عندما تصبح درجة الحرارة الحد الأقصى المسموح به ، يبدأ التعرق النشط من خلال المسام على الجلد. ثم ، من سطح الجلد ، يحدث التبخر ، الذي يمتص طاقة الجسم الزائدة. بعبارة أخرى ، التبخر هو عملية تساعد على تبريد الجسم إلى حالة طبيعية. </ span </ p>