التبخر
ما هو التبخر؟
توجد المواد في الطبيعة في ثلاث حالات رئيسية: صلبة، وسائلة وغازية، ويُعرّف التبخر (Evaporation) على أنه عملية فيزيائية تتحول فيها جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بواسطة الحرارة، حيث تعمل الحرارة على تكسير الروابط المتماسكة في الحالة السائلة وتحويلها للحالة الغازية[١]، ويعتمد التبخر على الكثير من العوامل؛ كدرجة الحرارة، والرطوبة وحركة الرياح[٢]، ويمكن ملاحظته بسهولة حولنا؛ كجفاف الملابس المبللة عند تعرضها للشمس، عدا عن أنه أحد الخطوات الرئيسية الثلاث في دورة المياه للأرض، إذ أنها عملية بالغة الأهمية تساهم في إنتاج المياه العذبة؛ حيث تتبخر مياة المحيطات التي تشكل 70% من سطح الأرض، ومن ثم يتكاثف بخار الماء العذب مشكلًا الغيوم التي ينتقل الكثير منها فوق اليابسة محملةً بمياة الأمطار التي تملأ البحيرات والأنهار والجداول بالمياه العذبة، كما يشكل التبخر أيضًا 90% من الرطوبة في الغلاف الجوي للأرض.[١]
أنواع التبخر
هل للتبخر أنواع؟
يُعرّف التبخر على أنه تحول للمادة من الحالة السائلة إلى الغازية، كما أن للتبخر نوعان رئيسيان وهما؛ التبخر، والغليان، وفيما يلي تفصيل لمفهوم كل منهما ومدى اختلافهما، وكيفية حدوثهما:
التبخر
يحدث التبخر على مستوى سطح السائل في درجات حرارة أقل من درجة الغليان[٣]، حيث يتم تنشيط الجزيئات ذات الطاقة الحركية بواسطة مصدر حراري، فيتسبب هذا المصدر بتكسير روابط الجزيئات مع بعضها البعض وتحولها إلى الحالة الغازية، فعلى سبيل المثال؛ قد تتسبب الشمس في تبخر البحيرة عن طريق تسخين الجزيئات الموجودة على سطح البحيرة، فعند تسخين هذه الجزيئات، سترتفع في الهواء كبخار. [٤]
الغليان
يعتبر الغليان أكثر تعقيدًا من التبخر؛ إذ يحتاج إلى وصول السائل إلى ضغط تبخير معين، يسمى هذا المستوى من الضغط "درجة الغليان"، إذ إن لكل سائل درجة غليان مختلفة يتم الوصول إليها عندما يتكون الضغط الداخلي للسائل، والذي يسمى أيضًا ضغط البخار، والذي يكون مساويًا للضغط الجوي المحيط، فعند الوصول إلى هذا المستوى من الضغط، تبدأ المادة في الغليان، حيث يتبخر السطح مع باقي السائل بمعدل متساوٍ، وتتحول الجزيئات داخل المادة إلى الحالة الغازية. [٤]
نظرية التوازن التبخري
ما علاقة التوازن التبخري بتوازن الطور؟
يُعرّف توازن الطور (Phase equilibrium) بالتوازن الذي يقع بين أو داخل حالات المادة المختلفة الثلاث: الصلبة والسائلة والغازية، ويتم تحديده عند بقاء الخصائص الفيزيائية والكيميائية للنظام ثابتة في جميع أنحاءه مع مرور الوقت، ويعد التوازن التبخري نوع من أنواع توازن الطور إذ تتوازن فيه الحالة السائلة والغازية معًا في نظام ما[٥].
يحدث التوازن التبخري عند حدوث التبخر والتكاثف (وهما عمليتان متعارضتان) بنفس المعدل داخله، حيث لا ينتج عنهما أي تغيير في النظام؛ ففي حالة وجود سائل داخل وعاء مغلق، تتبخر جزيئات سطحه وتتكاثف باستمرار، لكن كميات السائل والبخار لا تتغير بمرور الوقت؛ وذلك لأن ضغط البخار يتوازن ديناميكيًا مع السائل المتكاثف، ومع ذلك إذا كان السائل في وعاء مفتوح، فإن معظم الجزيئات التي تتبخر لن تتصادم مع سطح السائل وتعود إلى الحالة السائلة، بدلاً من ذلك سوف تنتشر بعيدًا عن الوعاء، ولن يكون هناك توازن أبدًا، وفي ظل هذه الظروف، سيستمر السائل في التبخر حتى "يختفي"، إذ تعتمد سرعة الاختفاء هذه على الضغط الداخلي للسائل ودرجة الحرارة.[٦]
المراجع
- ^ أ ب "Evaporation", www.nationalgeographic.org. Edited.
- ↑ "What Are the Causes of Evaporation & Condensation?", sciencing.com. Edited.
- ↑ "Phase Changes", courses.lumenlearning.com. Edited.
- ^ أ ب "What Are Two Types of Vaporization?", sciencing.com. Edited.
- ↑ "PHASE EQUILIBRIUM", www.wattco.com. Edited.
- ↑ "10.4: Phase Equilibrium", chem.libretexts.org. Edited.
