تبخر

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "التبخر" – الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( أغسطس 2016 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

التبخر هو نوع من التبخر يحدث على سطح السائل أثناء تحوله إلى الطور الغازي. ^{[1] يؤدي} التركيز العالي للمادة المتبخرة في الغاز المحيط إلى إبطاء التبخر بشكل كبير، كما هو الحال عندما تؤثر الرطوبة على معدل تبخر الماء. ^[2] عندما تصطدم جزيئات السائل، فإنها تنقل الطاقة إلى بعضها البعض بناءً على كيفية تصادمها. عندما يمتص الجزيء القريب من السطح طاقة كافية للتغلب على ضغط البخار ، فإنه سيهرب ويدخل الهواء المحيط كغاز. ^[3] عندما يحدث التبخر، فإن الطاقة التي تتم إزالتها من السائل المتبخر ستقلل من درجة حرارة السائل، مما يؤدي إلى التبريد التبخيري. ^[4]

في المتوسط، لا تمتلك سوى نسبة ضئيلة من الجزيئات في السائل طاقة حرارية كافية للهروب من السائل. وسوف تستمر عملية التبخر حتى الوصول إلى حالة التوازن عندما يصبح تبخر السائل مساويًا لتكثيفه. وفي بيئة مغلقة، سوف يتبخر السائل حتى يصبح الهواء المحيط مشبعًا.

التبخر هو جزء أساسي من دورة المياه . تعمل الشمس (الطاقة الشمسية) على تبخر الماء من المحيطات والبحيرات والرطوبة في التربة ومصادر أخرى للمياه. في علم المياه ، يُطلق على التبخر والنتح (الذي ينطوي على التبخر داخل ثغور النبات ) بشكل جماعي اسم التبخر النتح . يحدث تبخر الماء عندما ينكشف سطح السائل، مما يسمح للجزيئات بالهروب وتكوين بخار الماء؛ يمكن لهذا البخار أن يرتفع ويشكل السحب. مع وجود طاقة كافية، سيتحول السائل إلى بخار.

لكي تتبخر جزيئات السائل، يجب أن تكون موجودة بالقرب من السطح، ويجب أن تتحرك في الاتجاه الصحيح، وأن يكون لديها طاقة حركية كافية للتغلب على قوى الترابط بين الجزيئات في الطور السائل . ^[5] عندما تلبي نسبة صغيرة فقط من الجزيئات هذه المعايير، يكون معدل التبخر منخفضًا. نظرًا لأن الطاقة الحركية للجزيء تتناسب مع درجة حرارته، فإن التبخر يستمر بشكل أسرع في درجات الحرارة الأعلى. مع هروب الجزيئات الأسرع حركة، يكون للجزيئات المتبقية متوسط ​​طاقة حركية أقل، وتنخفض درجة حرارة السائل. تسمى هذه الظاهرة أيضًا بالتبريد التبخيري . هذا هو السبب في أن تبخر العرق يبرد جسم الإنسان. يميل التبخر أيضًا إلى التقدم بشكل أسرع مع معدلات تدفق أعلى بين الطور الغازي والسائل وفي السوائل ذات ضغط البخار الأعلى . على سبيل المثال، تجف الملابس على حبل الغسيل (بالتبخر) بشكل أسرع في يوم عاصف مقارنة بيوم هادئ. تتكون عملية التبخر من ثلاثة أجزاء رئيسية وهي الحرارة، والضغط الجوي (الذي يحدد نسبة الرطوبة)، وحركة الهواء.

على المستوى الجزيئي، لا توجد حدود صارمة بين الحالة السائلة والحالة البخارية. بدلاً من ذلك، توجد طبقة كنودسن ، حيث تكون الطور غير محدد. نظرًا لأن هذه الطبقة يبلغ سمكها بضع جزيئات فقط، فلا يمكن رؤية واجهة انتقال طور واضحة على نطاق واسع. ^[6]

السوائل التي لا تتبخر بشكل واضح عند درجة حرارة معينة في غاز معين (على سبيل المثال، زيت الطهي في درجة حرارة الغرفة ) لها جزيئات لا تميل إلى نقل الطاقة إلى بعضها البعض بنمط كافٍ لإعطاء الجزيء طاقة الحرارة اللازمة للتحول إلى بخار. ومع ذلك، فإن هذه السوائل تتبخر . فقط أن العملية أبطأ بكثير وبالتالي أقل وضوحًا بشكل كبير.

إذا حدث التبخر في منطقة مغلقة، تتراكم الجزيئات الهاربة كبخار فوق السائل. تعود العديد من الجزيئات إلى السائل، مع زيادة تكرار الجزيئات العائدة مع زيادة كثافة وضغط البخار. عندما تصل عملية الهروب والعودة إلى حالة توازن ، [ ^5] يُقال إن البخار "مشبع"، ولن يحدث أي تغيير آخر في ضغط البخار وكثافته أو درجة حرارة السائل. بالنسبة لنظام يتكون من بخار وسائل من مادة نقية، ترتبط حالة التوازن هذه بشكل مباشر بضغط بخار المادة، كما هو موضح في علاقة كلاوسيوس-كلابيرون :

${\displaystyle \ln \left({\frac {P_{2}}{P_{1}}}\right)=-{\frac {\Delta H_{\rm {vap}}}{R}}\left({\frac {1}{T_{2}}}-{\frac {1}{T_{1}}}\right)}$

حيث P ₁ و P ₂ هما ضغوط البخار عند درجات الحرارة T ₁ و T ₂ على التوالي، و Δ H _vap هي المحتوى الحراري للتبخر ، و R هو ثابت الغازات العالمي . يرتبط معدل التبخر في النظام المفتوح بضغط البخار الموجود في النظام المغلق. إذا تم تسخين سائل، فعندما يصل ضغط البخار إلى الضغط المحيط، يغلي السائل .

تعتمد قدرة جزيء سائل على التبخر إلى حد كبير على كمية الطاقة الحركية التي قد يمتلكها الجسيم الفردي. حتى في درجات الحرارة المنخفضة، يمكن لجزيئات السائل الفردية أن تتبخر إذا كانت لديها كمية أكبر من الحد الأدنى من الطاقة الحركية المطلوبة للتبخر.

ملاحظة: يستخدم الهواء هنا كمثال شائع للغاز المحيط؛ ومع ذلك، قد تلعب الغازات الأخرى هذا الدور.

تركيز المادة المتبخرة في الهواء

إذا كان الهواء يحتوي بالفعل على تركيز عالٍ من المادة المتبخرة، فإن المادة المعطاة سوف تتبخر بشكل أبطأ.

معدل تدفق الهواء

يرتبط هذا جزئيًا بنقاط التركيز المذكورة أعلاه. إذا كان الهواء "الطازج" (أي الهواء الذي لم يشبع بالفعل بالمادة ولا بمواد أخرى) يتحرك فوق المادة طوال الوقت، فإن تركيز المادة في الهواء يكون أقل احتمالية للارتفاع بمرور الوقت، وبالتالي تشجيع التبخر بشكل أسرع. هذه هي نتيجة لتناقص الطبقة الحدودية عند سطح التبخر مع سرعة التدفق، مما يقلل من مسافة الانتشار في الطبقة الراكدة.

كمية المعادن المذابة في السائل

القوى بين الجزيئات

كلما زادت قوة القوى التي تحافظ على تماسك الجزيئات في الحالة السائلة، زادت الطاقة التي يجب الحصول عليها للهروب. يتسم هذا بالحرارة الحرارية للتبخر .

ضغط

تحدث عملية التبخر بشكل أسرع إذا كان هناك جهد أقل على السطح مما يمنع الجزيئات من إطلاق نفسها.

مساحة السطح

المادة التي لها مساحة سطح أكبر سوف تتبخر بشكل أسرع، حيث يوجد عدد أكبر من الجزيئات السطحية لكل وحدة حجم والتي من المحتمل أن تكون قادرة على الهروب.

درجة حرارة المادة

كلما ارتفعت درجة حرارة المادة زادت الطاقة الحركية للجزيئات على سطحها وبالتالي زادت سرعة تبخرها.

التأثير الجزيئي الضوئي

تؤثر كمية الضوء على عملية التبخر. فعندما تصطدم الفوتونات بمساحة سطح السائل، يمكنها أن تجعل الجزيئات الفردية تنفصل وتختفي في الهواء دون الحاجة إلى أي حرارة إضافية. ^[7]

في الولايات المتحدة، تقوم هيئة الأرصاد الجوية الوطنية بقياس معدل التبخر الفعلي من سطح مائي مفتوح موحد في أماكن مختلفة في مختلف أنحاء البلاد . وتقوم هيئات أخرى بنفس الشيء في مختلف أنحاء العالم. ويتم جمع البيانات الأمريكية وتجميعها في خريطة سنوية للتبخر. وتتراوح القياسات من أقل من 30 إلى أكثر من 120 بوصة (3000 ملم) في السنة.

ولأنها تحدث عادة في بيئة معقدة، حيث "يعتبر التبخر حدثًا نادرًا للغاية"، فإن آلية تبخر الماء ليست مفهومة تمامًا. وتتطلب الحسابات النظرية محاكاة حاسوبية طويلة وكبيرة الحجم. "يعد معدل تبخر الماء السائل أحد أهم أوجه عدم اليقين في النمذجة المناخية الحديثة". ^{[8] [9]}

هذا القسم يحتاج إلى التوسعة ، يمكنك المساعدة من خلال تقديم طلب تعديل وإضافة إليه . ( أغسطس 2022 )

التبخر عملية ماصة للحرارة ، حيث يتم امتصاص الحرارة أثناء التبخر.

• تتضمن التطبيقات الصناعية العديد من عمليات الطباعة والطلاء ؛ واستعادة الأملاح من المحاليل؛ وتجفيف مجموعة متنوعة من المواد مثل الأخشاب والورق والقماش والمواد الكيميائية.
• يعد استخدام التبخير لتجفيف أو تركيز العينات خطوة تحضيرية شائعة للعديد من التحليلات المعملية مثل التحليل الطيفي والكروماتوغرافيا . تشمل الأنظمة المستخدمة لهذا الغرض المبخرات الدوارة والمبخرات الطاردة المركزية .
• عندما يتم تعليق الملابس على حبل الغسيل، حتى لو كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من نقطة غليان الماء، فإن الماء يتبخر. ويتسارع ذلك بسبب عوامل مثل انخفاض الرطوبة والحرارة (من الشمس) والرياح. في مجفف الملابس ، يتم نفخ الهواء الساخن عبر الملابس، مما يسمح للماء بالتبخر بسرعة كبيرة.
• الماتكي /ماتكا ، وهو وعاء تقليدي هندي مصنوع من الطين المسامي ويستخدم لتخزين وتبريد الماء والسوائل الأخرى.
• البوتيجو ، وهو وعاء إسباني تقليدي مصنوع من الطين المسامي ، مصمم لتبريد الماء الموجود فيه عن طريق التبخر.
• المبردات التبخيرية ، والتي يمكنها تبريد المبنى بشكل ملحوظ عن طريق نفخ الهواء الجاف فوق مرشح مشبع بالماء.

تتبخر قطرات الوقود عندما تتلقى الحرارة عن طريق الاختلاط بالغازات الساخنة في غرفة الاحتراق. يمكن أيضًا تلقي الحرارة (الطاقة) عن طريق الإشعاع من أي جدار مقاوم للحرارة في غرفة الاحتراق.

تعتمد محركات الاحتراق الداخلي على تبخر الوقود في الأسطوانات لتكوين خليط من الوقود/الهواء من أجل الاحتراق الجيد. وقد تم تحديد خليط الهواء/الوقود الصحيح كيميائيًا للاحتراق الكلي للبنزين ليكون 15 جزءًا من الهواء إلى جزء واحد من البنزين أو 15/1 بالوزن. وتغيير هذا إلى نسبة الحجم يعطي 8000 جزء من الهواء إلى جزء واحد من البنزين أو 8000/1 بالحجم.

يمكن ترسيب الأغشية الرقيقة عن طريق تبخير مادة وتكثيفها على ركيزة، أو عن طريق إذابة المادة في مذيب، ونشر المحلول الناتج بشكل رقيق على ركيزة، وتبخير المذيب. غالبًا ما تُستخدم معادلة هرتز-كنودسن لتقدير معدل التبخر في هذه الحالات.

• مقياس التبخر
• نقطة الغليان
• كريوفوروس
• التبلور
• تحلية المياه
• التقطير
• تجفيف
• تدفق التباين الدوامي (المعروف أيضًا باسم الارتباط الدوامي، التدفق الدوامي)
• المبخر
• التبخر النتح
• التبخر السريع
• حرارة التبخير
• معادلة هرتز-كنودسن
• علم المياه (الزراعة)
• الحرارة الكامنة
• تدفق الحرارة الكامنة
• تبخر المقلاة
• التسامي (الانتقال الطوري) (انتقال الطور من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية مباشرة)
• النتح

التحولات الطورية للمادة (

• ف
• ت
• هـ

)

ل من	صلب	سائل	الغاز	بلازما
صلب		ذوبان	التسامي
سائل	تجميد		تبخير
الغاز	الترسيب	التكثيف		التأين
بلازما			إعادة التركيب

الوسائط المتعلقة بالتبخر في ويكيميديا ​​كومنز