ما هي مكونات بخار الماء

ما هي مكونات بخار الماء توجد المواد في الطبيعة في ثلاث أشكال وتعرف بحالات المادة، وهي الصلبة السائلة والغازية، وتكون المادة في الحالة الصلبة لها شكل معين وحجم ثابت مثل الكتاب، القلم أو أي شيء يمكن مسكه، أما المادة في الحالة السائلة فلها حجم ثابت ولكن لا يوجد لها شكل معين إنما تتخذ شكل الإناء الموضوع فيه ولا يمكن مسكها كالحليب، الحالة الثالثة وهي الحالة الغازية فلا يوجد لها حجم ثابت ولا شكل معين ولا يمكن مسكها مثال لذلك بخار الماء وتستطيع المادة التحول من حالة إلى أخرى كالآتي:

طرق تحول المواد المختلفة

• الانصهار:

وتتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.

• التبخر:

وتتحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.

• التكثف:

تتحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.

• التجمد:

تتحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.

• التسامي:

تتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون التحول إلى الحالة السائلة.

شاهد أيضًا: بحث عن أهمية الماء في حياة الإنسان

تعريف بخار الماء

• بخار الماء هو أحد حالات الماء، هو الماء في حالته الغازية ويتميز بكونه عديم اللون وأنه اخف من الهواء ولا يرى بالعين المجردة ويعتبر من مكونات الغلاف الجوي ويوجد بنسبة 0.01 %، يوجد بخار الماء في حالتين البخار المشبع والبخار الجاف (المحمص).

البخار المشبع

• هو البخار الناتج من تبخر الماء من حالة الماء الصلبة إلى الحالة السائلة وتعرف درجة حرارته بدرجة الغليان وتكون درجة الحرارة (درجة الغليان) ثابتة للماء والبخار عند 100° (درجة مئوية) مهما تغيرت كمية الحرارة ولكن بشرط ثبوت الضغط.

البخار الجاف (المحمص)

• وينتج هذا البخار من تحول المادة من الحالة الغازية إلى البخار دون وجود أي سوائل أي دون أن تتحول إلى الحالة السائلة، وتتغير درجة غليانه بتغير كمية الحرارة عن ثبوت الضغط.

خصائص بخار الماء

ولبخار الماء عدة خصائص تتلخص في: –

• بخار الماء عديم اللون.
• أخف وزناً من الهواء.
• لا يرى بالعين المجردة وما نراه إنما هو رطوبة متكونة أثناء عملية التبخر.
• تتغير خصائص بخار الماء بتغير الضغط والحرارة.

الصيغة الكيمائية لبخار الماء

• التركيبة الكيمائية لبخار الماء يعتبر أيضًا H2O وهي نفس التركيبة الكيمائية للماء ولكن تختلف في حجم التفاعلات بين الجزيئات حيث تقل تفاعل جزيئات الماء في الحالة الغازية عنها في الحالة السائلة.

شاهد أيضًا: موضوع تعبير عن الماء بالعناصر

العوامل المؤثرة على بخار الماء

يتأثر بخار الماء بعدة عوامل رئيسية:

• الضغط:

هناك علاقة عكسية بين الضغط الجوي وبخار الماء حيث كلما زاد الضغط الجوي قلت نسبة بخار الماء والعكس كلما قل الضغط الجوي زادت نسبة بخار الماء في الهواء.

• درجة الحرارة:

هناك علاقة طردية بين درجة الحرارة وبخار الماء حيث كلما زارت درجة الحرارة زادت كمية بخار الماء والعكس.

• الرطوبة النسبية:

هناك علاقة عكسية بين الرطوبة وكمية بخار، حيث كلما كان الجو دافئاً قلت الرطوبة وزادت نسبة بخار الماء والعكس صحيح.

• الرياح:

تساعد الرياح في زيادة وسرعة عمليات التبخر مما يزيد من كمية بخار الماء وتساعد أيضًا على سرعة الاهتزاز في المسطحات المائية، مما تزيد من حركتها وبالتالي تزيد من عملية التبخر فترتفع نسبة بخار الماء في الهواء.

• نوعية الماء:

أثبتت الأبحاث العلمية أن عملية التبخر في المياه العذبة أسرع من عمليات التبخر في المياه المالحة حيث تزيد سرعة التبخر في المياه العذبة عن المياه المالحة بنسبة 5%.

مكونات بخار الماء

مكونات بخار الماء نتيجة لعمليتان رئيسيتان للتحول بين حالات المادة وهما:

• التبخر.
• التسامي.

التبخر

• التبخر من مكونات بخار الماء وهو عبارة عن تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، وتحدث نتيجة ارتفاع درجة حرارة مياه المسطحات المائية، مما يؤدي إلى غليان الماء وتبخره وارتفاعه إلى طبقات الجو العليا ليستقر داخل الغلاف الجوي.

التسامي

• التبخر من مكونات بخار الماء وهو عبارة عن تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، وتحدث نتيجة ارتفاع درجة حرارة مياه المسطحات المائية، مما يؤدي إلى غليان الماء وتبخره وارتفاعه إلى طبقات الجو العليا ليستقر داخل الغلاف الجوي.

أهمية بخار الماء

1. تزايد كمية بخار الماء في منطقة معينة يزيد من نسبة تساقط الأمطار في هذه المنطقة.
2. يعد لبخار الماء دور كبير في التأثير على الحرارة المحسوسة ويقصد بها كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من الماء درجة واحدة مئوية دون التغيير في حالته.
3. لبخار الماء دور محوري في التحكم في درجة حرارة المنطقة حيث يعمل على امتصاص كمية كبيرة من الإشعاع الأرضي مما يساعد على تنظيم الفقد في درجات الحرارة.
4. يعمل على حفظ كميات كبيرة من الحرارة الكامنة التي يقصد بها كمية الحرارة الملزمة لتغير ا كجم من المادة من حالتها إلى حالة أخرى دون التغيير في درجة الحرارة.

تطبيقات البخار

• ولا يقتصر دور بخار الماء في الغلاف الجوي فقط ولكن أنطلق ليستخدم في تطبيقات عديدة في حياتنا اليومية وأهمها:

المحرك البخاري

• ويستخدم في عدة مجالات أولها وأهمها توليد الطاقة الكهربائية، كما يستخدم في عمل السخانات المائية ومفرغات الضغط.

الطرق المستخدمة في التعبير عن كمية بخار الماء في الهواء

ولحساب كمية بخار الماء في الهواء علينا أن نعرف ما يفرق بين الهراء الجاف والهواء الرطب هو وجود بخار الماء داخل الهواء وقد أستطاع العلماء وضع عدة طرق لحساب كمية بخار الماء الموجودة في الهواء:

• نسبة المزج:

وهي النسبة بين وزن أو كتلة بخار الماء إلى نسبة كتله الهواء الجاف ويعبر عنه بالمعادلة الآتية

• الرطوبة النوعية:

وزن بخار الماء في كتله الهواء الرطب ويعبر عنه بالمعادلة الآتية

• الرطوبة المطلقة:

وهي وزن بخار الماء في وحدة الحجم من الهواء الرطب.

• ضغط بخار الماء:

يعتمد اعتماداً كلياً على درجة الحرارة ويحسب من المعادلة الآتية.

شاهد أيضًا: كيف تتساقط الثلوج

• الرطوبة النسبية:

وهي قياس درجة تشبع الهواء ببخار الماء ويمكن القول بأنه النسبة بين وزن بخار الماء حجم من الهواء إلى وزن بخار الماء المطلوب لتشبع حجم الهواء كله في نفس درجة الحرارة ويعبر عنه بالمعادلة الآتية.