بخار الماء

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

بخار الماء (بالإنكليزية: Steam) هو الحالة الغازية للماء يتحول فيها الماء إلى غاز أثناء الضغط الجوي العادي عندما تصل درجة الحرارة إلى 100م (درجة غليان الماء). ويمكن أن يكون في أحد حالتين هما البخار المشبع والبخار الجاف أو المحمص , أما البخار الأبيض الذي كثيرًا ما يُرى فوق فتحة الغلايات وينابيع الماء الحار وفي الغازات البيضاء الخارجة من مداخن المصانع ، فليس في الحقيقة بخار ماء، وإنما نقاط صغيرة من الماء السائل تتكون عندما يبرد بخار ماء غير المرئي.

مخطط درجة الحرارة لبخار الماء مع الانتروبيا

ومصادر بخار الماء: ١.المسطحات المائية ٢.التربة الرطبة ٣.العمليات الحيوية في الكائنات الحية ٤.الغطاء الجليدي

خصائص البخار[عدل]

  • بخار الماء ليس له لون وما نراه ليس سوى الرطوبة المتكونة أثناء التبخر بسبب التبادل الحراري في الجو المحيط.
  • عند الضغط الجوي تكون درجة غليان الماء 100 درجة مؤية ويزداد حجمه بمقدار 1730 مرة

البخار المشبع[عدل]

عندما يتواجد الماء في حالتيه السائلة والغازية يطلق على بخاره بالبخار المشبع ودرجة حرارته بدرجة الغليان. في هذه الحالة تكون درجة حرارة الماء والبخار ثابتة مهما تغيرت كمية الحرارة أو الطاقة الحرارية المدخلة بشرط ثبوت الضغط. مثلا عند الضغط الجوي أي على مستوى سطح البحر تكون درجة الغليان للماء هي 100 درجة مؤية وتظل درجة حرارة الماء ثابتة أثناء الغليان (رغم إمداده بحرارة من الخارج) حتى يتحول الماء كله إلى بخار ، عندئذ تؤدي الحرارة المدخلة إلى رفع حرارة البخار . أثناء الغليان تختزن جزيئات الماء الحرارة في داخلها كحرارة كامنة Latent Heat وجزء من الحرارة يعطيها طاقة حركة تجعلها تفلت من السائل وتصبح بخارا. للبخار المشبع تطبيقات صناعية كبيرة ، ويمكن معاملته معاملة غاز حقيقي من الوجهة الترموديناميكية .

البخار المحمص[عدل]

هو المصطلح العلمي للبخار عندما يكون في حالة غازية تماما أي لايوجد أثر للسائل. في هذه الحال تتغير درجة حرارة البخار طرديا مع تغير كمية الحرارة وبالطبع هي أكبر من درجة الغليان لنفس الضغط.

تطبيقات البخار[عدل]

العنفة البخارية[عدل]

الجزء الدوار لتوربين بخاري حديث يستخدم مع مولد كهربائي لإنتاج الطاقة الكهربائية.

تعتبر العنفة البخارية أو التوربين البخاري أحد أهم التطبيقات الصناعية في وقتنا الحاضر. وتستخدم التوربينات البخارية في إنتاج الطاقة الكهربائية بالإضافة إلى أغراض أخرى مثل السخانات المائية ومفرغات الضغط. تقوم الحرارة الناشئة عن الفحم أو البترول أو الوقود النووي بتسخين الماء ،فيتولد بخار ذو ضغط عالي وفي درجة حرارة عالية . يوجه هذا البخار شديد الضغط وذو درجة حرارة عالية لتدوير عنفة بخارية ، وهذه تدير مولد كهربائي فيتولد التيار الكهربائي. نحو 80% من الكهرباء المنتجة في العالم تولد بهذه الطريقة محطات القوي .

ضغط بخار الماء المشبع[عدل]

طبقا لدالة الحالة الترموديناميكية للغاز المثالي نحصل على ضغط بخار الماء المشبع (بالتقريب) كحاصل ضرب كمية بخار الماء المشبع في ثابت الغازات النوعي و درجة الحرارة بالكلفن. ونستخدم المعادلة كالآتي:

E_{\gamma,\varphi}(T) = \rho_{\gamma,\varphi;\mathrm{max}}(T) \cdot R_\gamma \cdot T

حيث تعبر "جاما" هنا عن بخار الماء ،

  • و ثابت الغازات انوعي لبخار الماء Rγ,
  • φ ; ترمز لطور الماء ، وهو هنا " بخار الماء
  • Eγ,φ ضغط البخار
ργ,φ كمية البخار المشبع فوق الماء أو فوق الثلج .

طبقا للنظام الدولي للوحدات SI يقاس ضغط البخار المشبع غالبا بوحدة جرام/متر المربع ، أي g/m2. واحيانا يقال عن بخار الماء " النهاية العظمى للرطوبة الهواء".

انظر أيضا[عدل]

Science.jpg هذه بذرة مقالة عن الفيزياء تحتاج للنمو والتحسين، فساهم في إثرائها بالمشاركة في تحريرها.