تبخیر سطحی چیست؟

تبخیر سطحی یا بخارشدگی نوعی تبخیر است که از سطح یک مایع به سمت یک فاز گازی اشباع نشده از ماده تشکیل دهنده مایع، روی می‌دهد. مثال مشخص در این خصوص تبخیر آب سطح دریاها و اقیانوس‌ها می‌باشد. این تبخیر در هر دمایی رخ می دهد و دمای مایع باقی مانده در این صورت کاهش می یابد .

تبخیر سطحی چیست؟ آیا تبخیر سطحی یک واقعیت فیزیکی است؟ مگر تبخیر فقط زمانی رخ نمی دهد که آب به نقطه جوش برسد؟
با ما همراه باشید تا با هم این پدیده شگفت آور فیزیکی را بررسی کنیم. بیایید با هم به یک آزمایشگاه خیالی برویم که در آن ظرف پر آبی دیده می شود. تجربه بصری به ما می گوید که آب کاسه زلال است و هیچ چیزی در آن شناور نیست. بله درست است. اما واقعیت آن است که آن آب از تراکم بی شمار مولکول هایی درست شده است که پیوسته به هم می خورند. اگر آب را کمی گرم کنیم جنبش مولکول ها زیاد می شود و همگی آنها می کوشند تا از محیط بسته مایع بگریزند. این گریز همان رخدادی است که ما به آن بخار شدن می گوییم.

اما پرسش اینجاست که آیا تنها در وضعیت گرم شدن است که مولکول ها انرژی گریز پیدا می کنند؟ جواب خیر است. در دمای محیط نیز برخی از آنها انرژی گریز پیدا می کنند. به فرآیند بخار شدن مولکول های رویه و سطح مایعات در دمای محیط تبخیر سطحی گفته می شود. 

جوشیدن و مولکول های فرار

تفاوت تبخیر سطحی با مایعی که می جوشد در چیست؟ مولکول های مایع در حال جوشیدن، انرژی خود را از گرما و شتاب جنبشی خود به دست می آورند اما مولکول های مایعی که در دمای محیط تبخیر می شوند این انرژی را از کجا به دست می آورند؟ پاسخ در این است که مولکول های سطح و رویه مایع همواره با مولکول های هوا و مولکول هایی که در زیر سطح هستند، برخورد می کنند. انرژی گریز از این برخوردها تامین می شود. در واقع در این نوع تبخیر تنها مولکول های رویه مایع آزاد می شوند.

رخدادهای موثر بر تبخیر سطحی

یک – افزایش مساحت رویه و سطح مایع : طبعا هر چه تعداد فراوان تری از مولکول ها با مولکول های هوا درگیر باشند، مقدار بیشتری از مولکول ها آزاد شده و خواهند گریخت. با توسعه مساحت سطح مایع، مساحت درگیری هم به همان میزان بیشتر خواهد شد.

دو – بالا رفتن دمای محیط : عامل دیگر موثر بر تبخیر سطحی افزایش دماست. به هر میزان دمای محیط بالا برود به همان میزان جنبش مولکول های رویه و سطح مایع نیز افزون تر خواهد شد. دلیل آن هم به انرژی مولکول های هوا بر می گردد. افزایش دمای محیط به این معناست که انرژی جنبشی مولکول های هوای محیط بیشتر شده است. همسایگی مولکول های سطح مایع و مولکول های هوا پل هایی از انرژی میان این دو گروه مولکولی برقرار می کند. یک قانون طبیعی داریم که می گوید انرژی بیشتر به سمت انرژی کمتر سرازیر می شود. بنابراین انرژی مولکول های هوا به سوی مولکول های سطح مایع سرازیر می گردد. مولکول های سطح مایع با دریافت این مقدار از انرژی، توان کنده شدن از رویه مایع و آزاد شدن را پیدا می کنند و به این ترتیب سطح مایع تبخیر می شود.

وزش باد در تبخیر سطحی

سه – وزش باد : وزش باد یکی دیگر از منابع تامین انرژی برای آزاد شدن مولکول ها و تبخیر سطحی است. مولکول ها در شبکه همبسته ای از انرژی گرفتار شده اند که آنها را در یک وضعیت معین نگه می دارد. برای اینکه از این تور گرفتار کننده انرژی رها شوند به یک انرژی نیرومند تر نیاز دارند که با قلاب انداختن به آن از سلطه انرژی سطحی کنده شوند. باد چنین انرژی رها کننده ای است. با ورزش باد مولکول ها در اثر افزایش جنبش از سطح مایع رها شده و از آن دور می شوند. به این معنا که به مولکول های هوا یا محیط می پیوندند.

چهار – فشار هوا : هر چه فشار هوا در محیط کم تر باشد مولکول های مایع برای گریز یا کنده شدن از سطح به انرژی کم تری نیاز دارند. عکس آن هم درست است. هر چه فشار هوا در محیطی بیشتر باشد، در اثر قدرت این فشار مولکول های به انرژی بیشتری برای رها شدن و پرواز نیاز دارند.

پنج – رطوبت : در این فرآیند از تبخیر سطحی وقتی رطوبت کم باشد به این معنا که مولکول های بخار آب در هوای محیط کم باشند، تبخیر سطحی هم کمتر است. دلیل علمی آن به این شکل توضیح داده می شود : زمانی که مولکول هایی از رویه مایع کنده و جدا می گردند، به دلیل تراکم کم مولکول های بخار آب در هوا، مولکول های کم تری می توانند جایگزین آنها شوند.

برای درک بهتر این واقعیت ها و داده های علمی با هم به چند مثال می پردازیم.

لباس های خیس و فرآیند تبخیر سطحی

چرا لباس های خیس را بر روی بند پهن می کنند؟ مسلما خواهید گفت برای زود تر خشک شدن. اما چرا برای زودتر خشک شدن آنها را بر روی بند پهن می کنند؟ چرا لباس هایی که پهن می شوند زود تر خشک می شوند؟ به این دلیل که سطح تماس و داد و ستد لباس ها با هوای پیرامونی بیشتر می شود. این کار باعث می شود که روند تبخیر سطحی شتاب بگیرد و لباس ها زود تر خشک می شوند. اما داستان به همین جا ختم نمی شود. باد نیز در این میان انگیزه دیگر پهن شدن لباس ها بر روی بند است.

بیشتر بخوانید: غبارگیر خشک چیست؟

باد و آهنگ تبخیر سطحی

اگر یادتان باشد گفتیم که باد یا به تعبیری دقیق تر وزش باد باعث تبخیر سطحی است. یا به زبانی دقیق تر مولکول های سطحی را از شبکه همبسته انرژی می کند و با خود می برد. در اینجا نیز باد با وزش پر انرژی خود به رهایی مولکول ها می انجامد و تبخیر سطحی را پر شتاب می سازد. با وزش باد هوای خشک جایگزین هوای تر در پیرامون سطح می شود. با این جا به جایی مولکول های آب گرفتار در سطح مرطوب لباس در اثر تبخیر سطحی به سادگی بخار شده و لباس خشک می گردد.

کوزه سفالی و تبخیر

مثال دیگر ما برای تبیین علمی تبخیر سطحی کوزه سفالی است. می دانیم که کوزه سفالی مثل یک آب سرد کن کوچک کار می کند. آب درون دیواره های محدب کوزه ها خنک می ماند. چرا آب درون این دیواره های خمیده خنک می ماند؟ به یک دلیل ساده. دیواره های کوزه سفالی در واقع یکدست و رخنه ناپذیر نیستند. بلکه دیواره هایی سوراخ سوراخ اند. اما این سوراخ ها ذره بینی اند و با چشم عادی دیده نمی شوند. مولکول های ریز آب از این دیواره های محدب پر سوراخ رد می شوند و به درون گل کوزه رخنه می کند. سپس از رویه بیرونی کوزه بخار می شود. با این کار آب یا هر مایع دیگری که در کوزه نگهداری می شود، خنک شده و خنک می ماند.

سهند هواساز :

شرکت سهند هواساز طراح و تولید کننده انواع کولر صنعتی و سیستم های گرمایشی و سرمایشی صنعتی می باشد. سهند هواساز محصولات خود را به پشتوانه هجده سال تجربه خود با بهترین کیفیت و بالاترین استانداردها ارائه می‌دهد.گواه کیفیت محصولات ما پانزده ماه گارانتی محصولات با برگ ضمانت نامه و خدمات پس از فروش است.
شما میتوانید برای مشاوره با کارشناسان سهند هواساز در ارتباط باشید.
021-5654-3512
021-5654-5904
021-5654-5923

کاتالوگ های محصولات سهند هواساز