يتداخل الكثير من الأشخاص، وخصوصًا الطلاب، بين مفهومي التبخر والتكثف، ولا يستطيعون التمييز بينهما. ومع ذلك، هناك فرق بين التكثف والتبخر، ويتميز كل منهما بالظروف المناسبة والتركيبات الكيميائية التي تساهم في حدوثه.
عملية التكثف والتبخر هي عمليتان فيزيائيتان تتسبب في تدفق الماء والسوائل، بالإضافة إلى تغيير حالات المواد السائلة بشكل عام.
الفرق بين التبخر والتكثف :
أولًا: مفهوم التكثف :
عملية التكثف هي عملية تحويل بخار الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، بحيث تتمثل ذرات الماء في شكل دقيق بسبب انخفاض درجة الحرارة.
تعرف أيضا بأنها ترابط جزيئات الماء بأشكال متعددة، حيث يمكن أن تتكون من الضباب والسحب وتتحول إلى الحالة السائلة أو الثلجية أو الجليدية، ويحدث التكثف فقط في الحالة السائلة، وليس في الحالة الغازية أو الصلبة.
أسباب حدوث عملية التكثف :
يحدث فقد الحرارة من الهواء بالإشعاع بسبب انتشار الهواء وتمدده في الأرجاء.
2- تفقد الأرض الحرارة من خلال الإشعاع أيضًا.
3- تدفق الرياح الدافئة من اتجاهات معينة إلى الأجواء الباردة.
يعد ارتفاع تيار الهواء إلى أعلى واحدة من الأسباب الرئيسية لحدوث عملية التكثف في الهواء.
يتم مرور هواء ساخن يحمل بخار الماء فوق سطح الجليد أو فوق تيار ماء بارد.
مظاهر التكثف:
يتم ظهور بعض قطرات الماء على السطح الخارجي لزجاجة الماء البارد.
يكون قطرات الندى على الأشجار والسيارات في الصباح الباكر.
يتكاثف الرطوبة على سطح الأرض ويتحول إلى ضباب، ويحدث الندى والصقيع بنفس الشكل.
4- تكثف في طبقات الجو العليا ويكون عبارة عن السحب و المطر و الثلج، وكذلك البرد.
ثانيًا: مفهوم التبخر :
التبخر هو عملية فيزيائية تحدث عندما تتحول جزيئات المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بوجود الحرارة، وتختلف عملية التبخر عن التكثف فهي عمليتان مختلفتان.
عوامل تؤثر على سرعة التبخر:
1- درجة الحرارة.
2- حركة الهواء.
3- مساحة السطح.
خصائص عملية التبخر:
1- يتم التبخر عند كل درجات الحرارة الممكنة.
إن إكمال عملية التبخر يحدث عندما يكون السائل في الفضاء أو في وجود غاز فوقه .
قد يكون التبخر في الفراغ أسرع وأكثر صخبًا، حيث يحدث داخل السائل.
إذا كان السائل الذي يحتوي على غاز في الأعلى يؤثر على عملية التبخر وتكون قوة الضغط كافية، فإن سرعة التبخر تقل ويمكن ملاحظتها فقط على سطح السائل.
في حال كان حجم التبخر المتاح للبخار قليلًا، يتوقف التبخر عندما يصل ضغط البخار فوق السائل إلى قيمة كبيرة جدًا.
أهمية التبخر:
يعتبر التبخر رابطًا أساسيًا في دورة الماء العامة، وبقدرة الله سبحانه وتعالى، تحولت المياه المالحة في المحيطات والبحار إلىمياه عذبة تعيش عليها الكائنات الحية على الأرض.
لو لم يكن هناك تبخر في مياه البحار والمحيطات والأنهار، لم تكن الثلوج التي تغطي مساحات واسعة من الكرة الأرضية بخار مائي، ولم تتشكل السحب، ولم يسقط المطر، ولم يحدث الندى أو الضباب، ولم يظهر أي مظاهر للتكثف الطبيعي، وذلك لأن التبخر هو العامل الرئيسي في دورة المياه الطبيعية .
أضرار عملية التبخر:
هناك بعض الأضرار للتبخر منها:
1– ينتج عنه ضياع كميات كثيرة من مياه الأنهار والبحيرات، ومياه التربة والنباتات حتي يؤدي التبخر إلى عجز نسبة الماء في كثير من المناطق في الكرة الأرضية.
في بعض الأيام التي يكون الجو حارًا، يرتفع التبخر إلى مستوى عالٍ مما يجعل الجو ثقيلاً وغير صالح للعمل، وقد يتطلب الأمر بذل الكثير من الجهد في بعض الأوقات، وذلك لأن ارتفاع نسبة الرطوبة في الجو يؤدي إلى تقليل مستوى الأكسجين في الهواء .
تبخر الماء:
تبلغ قيمة تبخر الماء حوالي 40.8 (kJ/mol) أو 2260 (kJ/kg)، وهي قيم عالية جدًا. أظهرت العديد من الدراسات والأبحاث أن تبخر الماء يتطلب طاقة مضاعفة للطاقة المستخدمة لتسخين الماء بنسبة خمس مرات.
أنواع التبخر:
يحدث التبخر عندما يتحول الحالة السائلة إلى الحالة الغازية نتيجة للغليان، ويتميز بأنه تبخر عادي.
تسمى العملية التي يتحول فيها المادة الصلبة مباشرة إلى الحالة الغازية دون أن تمر بالحالة السائلة بالتبخرالتسامي .
عوامل ارتفاع نسبة التبخر:
تعتبر درجة الحرارة واحدة من العوامل التي تسبب ارتفاع معدل التبخر، وعندما تزداد درجة الحرارة، يزداد معدل التبخر.
عند زيادة مساحة السطح، يزداد التبخر أيضًا، وهذا هو الأمر الثاني.
تعتبر حركة الرياح من أهم العوامل التي تؤدي إلى زيادة معدل التبخر، ويرجع ذلك إلى حركة الرياح التي ترفع درجات الحرارة وتسرع عملية التبخر.