دليلك الشامل عن التبخر

التبخر هو عبارة عن إحدى العمليات الفيزيائية التي يحدث بها تحول جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بفعل الحرارة، مع العلم أن هذه العملية تحدث فقط على السطح الفاصل بين السائل والغاز، وهي عملية عكسية لعملية التكثف.

تعريف التبخر

التبخر هي عملية فيزيائية تتغير فيها جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بفعل الحرارة، تحدث هذه العملية فقط عند السطح البيني بين السائل والغاز، وهي عكس عملية التكثيف، ويختلف التبخر عن الغليان من حيث العملية، بينما يحدث التبخر فقط على السطح،  داخل كتلة السائل، والتبخر هو أيضًا جزء من دورة الماء في الطبيعة في المتوسط، ولا تحتوي جزيئات الماء داخل الحاوية على حرارة كافية للهروب من السائل، وعندما تصطدم الجسيمات، فإنها تنقل الطاقة فيما بينها بدرجات متفاوتة اعتمادًا على كيفية تصادمها، وهناك سوائل أخرى (مثل زيت الطهي) لا تتبخر بسرعة عند مقارنتها بالسوائل الأخرى (مثل الماء) بسبب خصائصها الجزيئية المختلفة، وعلى الرغم من أن درجة غليان الماء تبلغ 100 درجة مئوية عند الضغط الجوي، إلا أنها قادرة على التبخر في درجة حرارة الغرفة.

معلومات عن التبخر

توجد المواد في الطبيعة في ثلاث حالات رئيسية، صلبة وسائلة وغازية، ويتم تعريف التبخر على أنه عملية فيزيائية يتم فيها تحويل جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية عن طريق الحرارة، حيث تكسر الحرارة روابط متماسكة في الحالة السائلة وتحولها إلى الحالة الغازية، ويعتمد التبخر على العديد من العوامل؛ مثل درجة الحرارة والرطوبة وحركة الرياح، ويمكن ملاحظتها بسهولة من حولنا؛ مثل تجفيف الملابس المبللة عند تعرضها للشمس، بالإضافة إلى أنها إحدى الخطوات الثلاث الرئيسية في دورة مياه الأرض، فهي عملية مهمة جدًا تساهم في إنتاج المياه العذبة؛ حيث تتبخر مياه المحيط، التي تشكل 70٪ من سطح الأرض، ثم يتكثف بخار الماء العذب ليشكل غيومًا يتحرك الكثير منها فوق الأرض، حاملاً مياه الأمطار التي تملأ البحيرات والأنهار والجداول بالمياه العذبة، ويشكل التبخر أيضًا 90٪ من الرطوبة في الغلاف الجوي للأرض.

أنواع التبخر

يعرف التبخر بأنه تحول مادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، للتبخر نوعان رئيسيان: التبخر بالغليان، التبخر بالتسامي وفيما يلي شرح تفصيلي لمفهوم كل منهما ومدى اختلافهما وكيفية حدوثهما.

• التبخر الناتج عن الغليان: هو التبخر الطبيعي الذي يحدث كثيرًا، ويكون بالتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، مثل تبخر الماء من البحار والمحيطات.
• التسامي: هو تحول الجزيئات من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية مباشرة دون المرور بالحالة السائلة، مثل تسامي الثلج وتحوله من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية.

الفرق بين التبخر والغليان

التبخر والغليان طريقتان يمكن أن يتحول فيهما السائل إلى غاز، لمعرفة الفرق بين التبخر والغليان، من الضروري تحديد كل حالة ومعرفة كيفية حدوثها. 

التبخر ظاهرة تحدث دائمًا على سطح السائل، ويمارسه بخار السائل على السائل نفسه في حالة توازن عند درجة حرارة معينة، ويتحقق التوازن بين الحالة السائلة والحالة الغازية عندما يتحقق التوازن بين معدلات التبخر والتكثيف، وعندما يكون الضغط الجزئي للسائل أقل من ضغط البخار عند درجة حرارة معينة يحدث التبخر، يحدث الغليان عندما يتجاوز ضغط بخار السائل ضغط جوي، وهذا يؤدي إلى استمرار السائل في التبخر حتى يصل إلى حالة التوازن بين الحالات، ولكن هذا لا يحدث بسبب عدم وجود بخار كافٍ يمكن أن يملأ البيئة المحيطة بأكملها، والنقاط التالية توضح الفرق بين التبخر والغليان،

التبخر

يحدث التبخر على سطح السائل عند درجات حرارة أقل من نقطة الغليان، حيث يتم تنشيط الجزيئات ذات الطاقة الحركية بواسطة مصدر حراري، وهذا المصدر يتسبب في تكسير الجزيئات مع بعضها البعض وتحويلها إلى حالة غازية، فمثلا؛ قد تتسبب الشمس في تبخر البحيرة عن طريق تسخين الجزيئات على سطح البحيرة. عند تسخينها سترتفع هذه الجسيمات في الهواء على شكل بخار.

الغليان

أكثر تعقيدًا من التبخر؛ نظرًا لأنه يحتاج إلى السائل للوصول إلى ضغط تبخير معين، فإن هذا المستوى من الضغط يسمى “نقطة الغليان”، حيث إن لكل سائل نقطة غليان مختلفة يتم الوصول إليها عند تكوين الضغط الداخلي للسائل، وهو ما يسمى أيضًا ضغط البخار، وهو ما يعادل الضغط الجوي المحيط. عند الوصول إلى هذا المستوى من الضغط، تبدأ المادة في الغليان، ويتبخر السطح مع بقية السائل بمعدل متساوٍ، وتتحول الجزيئات الموجودة داخل المادة إلى حالة غازية.

• يحدث التبخر في أي درجة حرارة، بينما يحدث الغليان عند درجة حرارة معينة وهي نقطة الغليان. 
• يحدث التبخر على سطح السائل فقط بينما تحدث عملية الغليان في جميع أنحاء السائل. 
• يمكن أن يحدث التبخر باستخدام الطاقة الداخلية للنظام، بينما يتطلب الغليان مصدرًا خارجيًا للحرارة. 
• التبخر بطيء وتدريجي، بينما الغليان سريع وقوي.

فيديو عن التبخر