ماذا يسمى تحول بخار الماء إلى سائل في دورة الماء

يسمى تحول بخار الماء إلى سائل في دورة الماء

التكثف .

التكثيف ودورة المياه من العمليات المتلازمة وهي واحدة من العديد من الدورات البيوجيوكيميائية التي تقوم بالتحكم في العمليات الضرورية للحياة العامة على الأرض، فدورة المياه هي العملية الكاملة التي يمر بها الماء في جميع حالته خلال حركته في الغلاف الجوي وعبر سطح الأرض، ومن ضمن تلك الحالات الخاصة بالماء الحالة الغازية، والحالة الصلبة، والسائلة.

التكاثف عبارة عن مرحلة من ضمن مراحل دورة الماء والذي يتم فيها تحول الماء من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة، وهي من ضمن العمليات التي توضح كيفية تحرك الماء خلال حالاته المختلفة داخل الغلاف الجوي الأرضي، فبخار الماء هو الحالة الغازية للماء وهو حالة من ضمن ثلاث حالات مختلفة يمكن أن يتخذها الماء، وتعتبر الحالة المعاكسة للتكثيف هو التبخير والذي فيه يتم تحويل الماء من الحالة السائلة إلى الغازية.

يمكن للماء أن يتخذ ثلاث أشكال مختلفة في الغلاف الجوي ومن ضمن تلك الحالات الحالة الغازية، والصلبة والسائلة، فيحتوي الغاز أو بخار الماء على بنية جزيئية مفكوكة بحيث يتم تشتيت الجزيئات على مساحة كبيرة من الفضاء وتصبح بذلك غاز عند درجة حرارة 100 درجة مئوية، أما في حالة المساحة الصغيرة وعند درجة حرارة 20 درجة مئوية يكون الماء في الحالة السائلة، أما في الحالة الصلبة أو الجليدية فتكون حينها المادة لها بنية جزيئية محكمة جدًا بحيث يتم تعبئة الجزيئات بإحكام وذلك في المساحات الصغيرة من الفضاء ولكن تكون في تلك الحالة عند درجة صفر مئوية، هناك أربع أنواع مختلفة للتكثيف  وكلًا منهم يعمل بطريقة مختلفة وهما الندى والصقيع والسحب والضباب، وفيما يلي سوف نتعرف عليهم وإليك هم:

الندى: الندى هو شكل من أشكال التكثيف الذي يحدث عندما يصطدم الماء وهو في الحالة الغازية بسطح بارد فيتحول إلى قطرات ماء.

الصقيع: هو شكل من أشكال التكثيف وفيه يتم تحويل الماء وهو في الحالة الغازية إلى جزيئات ثلجية متبلورة.

الضباب: هو شكل من أشكال التكثيف ويحدث فيه تناثر لقطرات الماء أو الصقيع في الغلاف الجوي.

السحابة: هي شكل من أشكال التكثيف وتشبه إلى حد كبير الضباب وذلك من حيث التكوين، حيث تتكون قطرات الماء أو الصقيع المنتشر في الغلاف الجوي، ولكنها تختلف عن الضباب في أنها تتطلب تشبع للهواء بجزيئات الماء مما يجعلها أكثر كثافة من الضباب.

كيف يتكثف الماء

كما وضحنا من قبل أن التكثيف هو العملية التي يتحول فيها الماء من الشكل الغازي إلى السائل، وتحدث عملية التكثيف عن طريق تبريد الهواء في الغلاف الجوي حتى تتساقط قطرات الماء التي كانت موجودة على شكل غاز إلى ماء، أو الطريقة الأخرى وهي التشبع الزائد للجزيئات في الغلاف الجوي لكي تصبح ثقيلة جدًا وتبدأ في التساقط مثل الماء.

يتكثف الماء عند نقطة الغليان وتعتبر هذه هي نقطة التكثيف أو نقطة الندى، وتتراوح نقطة تكثف الماء ما بين 100 درجة مئوية إلى 212 درجة فهرنهايت، ونقطة الندى هنا عبارة عن مصطلح يتم استخدامه من أجل وصف الماء المكثف في الحالة التي عليها، فعندما يكون الماء في شكله الغازي يكون أكثر دفئًا ويكون قادر على الاحتفاظ بمزيد من الماء، وبالتالي في حالة المناخ الساخن يكون الهواء به نسبة رطوبة عالية ويرجع ذلك إلى كمية الماء المحتجز في الغلاف الجوي، وذلك يكون على عكس إذا كان الماء في حالته الغازية أو بخار الماء فيكون حينها أكثر برودة، ويكون الماء المحتجز في الغلاف الجوي قليل وبالتالي يتساقط الماء في شكل مطر.

عملية التكثيف موجودة حولنا في كل مكان وتحدث بشكل دوري وتعتبر من الوظائف المهمة والأساسية لدورات المياه، فكانت الدراسات تعمل دائمًا على إيجاد طريقة يمكن من خلالها الاستفادة من التكثيف بطرق غير الطبيعية، ونرى ذلك الآن في مكيف الهواء الذي يعمل بنفس الفكرة، فيوجد في مكيف الهواء سائل وهو الفريون يتم تحويله من الحالة الغازية وهذا السائل هو المسؤول عن جعل الهواء أكثر برودة، ويُسمى الجهاز الموجود في المكيف بالمكثف وهو موجود في العديد من الأجهزة الأخرى من أجل التبريد مثل الثلاجة الكهربائية. [1]

تعريف التبخر

التبخر نوع من أنواع المادة والتي تحدث عندما تتحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، وتلك العملية تحدث بشكل يومي على كوكب الأرض، لكي تكتمل دورة المياه، تأتي غالبية المياه التي تتحول إلى بخار أثناء دورة المياه من محيطات الأرض، وتُسمى هذه العملية غير المرئية بالتبخر.وتحدث تلك العملية تسخين الماء، مما يجعل جزيئات السائل تكتسب طاقة حركية، وتبدأ الجزيئات في الانتشار وتهتز بشكل أسرع، مما يؤدي إلى تغيير السائل في حالته من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.

الماء عبارة عن مادة شائعة حيث يحدث فيها عمليات كثيرة من تبخر وتكثف وحتى تتحول إلى الجليد، ويحدث التبخر عند إضافة طاقة أو حرارة إلى الماء، فتبدأ حينها الروابط التي تمسك الجزيء معًا في الانهيار، مما يؤدي إلى تحوله من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، عند درجة حرارة 212 فهرناهيت أو 100 درجة مئوية، ويمكن عمل تجربة التبخر في المنزل من خلال وضع إناء به ماء على النار وتركه حتى يغلي فنلاحظ بخار الماء وهو يتصاعد لأعلى، كما يمكن مشاهدة تلك التجربة في حياتنا اليومية فعلى سبيل المثال، عندما نذهب للسباحة تجف ملابس السباحة بعد فترة، وذلك لأن حرارة الشمس تتسبب في تحول جزيئات الماء في ملابس السباحة من سائل إلى غاز، ومثال آخر هو صنع بلورات الملح، فخلال هذه العملية يتم وضع ماء البحر في الشمس، فتقوم الشمس بتبخير الماء وتترك وراءها بلورات الملح.

العوامل المؤثرة في التبخر

• درجة الحرارة.
• مساحة السطح.
• الضغط.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على حدوث عملية التبخر، وتشمل تلك العوامل درجة الحرارة ومساحة السطح والضغط،وفيما يلي سوف نتعرف على كيفية تأثيرهم، وإليك هي:

درجة الحرارة: عندما تكون درجة الحرارة عالية تتحرك الجزيئات في المادة بشكل سريع مما ينتج عنه طاقة حركية عالية، وذلك بالطبع يؤدي إلى حدوث التبخر بشكل سريع، وعليه أيضًا أن كانت درجة الحرارة منخفضة فلن يحدث تحرك للجزيئات بنفس السرعة وبالتالي تستغرق عملية التبخر وقت أطول.

مساحة السطح: مساحة السطح عامل آخر من العوامل التي يمكن أن تؤثر على معدل التبخر، فمساحة السطح هي مقدار المساحة الموجودة على السطح الخارجي لأي كائن، فعندما تحتوي المادة على مساحة سطح أكبر فإن بذلك سوف تتبخر المادة بشكل أسرع، ويحدث هذا بسبب وجود سطح أكبر لكل حجم من أحجام المادة، فعلى سبيل المثال عند تجفيف الملابس بالهواء نقوم بنشرها لزيادة مساحة السطح بحيث يكون هناك مساحة أكبر منه معرضة للحرارة.

الضغط: يحدث الضغط عندما تكون هناك قوة جسدية تدفع جسم ما، لذلك إذا كان هناك ضغط قليل على مادة ما فسوف تتبخر تلك المادة بشكل أسرع، فعلى سبيل المثال، إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة والضغط أيضًا مرتفع فسوف يكون من الصعب أن تتباعد الجزيئات وتتحول إلى غاز. [2]