Yoğuşma ve buharlaşmaya ne sebep olur?

Buharlaşma ve yoğuşma, doğal su döngüsünün bir parçasıdır. Bunlar, bu maddenin hal değiştirdiği fiziksel süreçlerdir: sıvıdan gaza ve gazdan sıvıya. Güneş suyu ısıtır ve buharlaştırarak buhara dönüştürür. Hava akımları, buharı daha düşük bir sıcaklığın olduğu atmosfere taşır. Bu, su buharının yoğunlaşmasına ve bulutların oluşmasına neden olur. Bulut parçacıkları temas eder ve yağmur, kar veya dolu olabilen yağış olarak düşer.

Daha sonra yağışlarla düşen sular, döngünün yeniden başladığı denizlere ve okyanuslara akan yeraltı sularının, göllerin ve nehirlerin bir parçası olur.

Bununla birlikte, buharlaşma ve yoğuşma süreçleri laboratuvarlarda ve endüstride yapay olarak da gerçekleşir. Bu iki işlem sadece suda değil, diğer maddelerde de gerçekleşir.

buharlaşma nedir

Buharlaşma, su döngüsünün bir parçası olan bir süreç olmanın yanı sıra, sıvı haldeki bir maddenin gaz haline geçtiği bir geçişi ifade eder. Bu sadece sıvı ve gaz arasındaki yüzeyde yapılır. Buharlaşma, yoğuşmanın tersi bir süreçtir.

Buharlaşma kaynamadan farklıdır çünkü yukarıda bahsedildiği gibi sıvı içinde değil yüzeyde meydana gelen bir işlemdir. Bu endotermik bir süreçtir, çünkü faz değişimini sağlamak için ısı gerekir. Sıvı durumu karakterize eden moleküler kohezyon kuvvetlerinin üstesinden gelmek için ısı gereklidir. Sıvı buharlaştığında genleşmesi sırasında da önemlidir.

Buharlaştırma ayrıca katı veya sıvı karışımların bileşenlerini ayırmak için kullanılan bir yöntemdir. Sıcaklık arttıkça sıvı maddelerin molekülleri gaz halini alır ve havada kaybolur. Diğer bileşenler kapta kalır.

Aynı şekilde buharlaşma da bir “soğuma işlemi” olarak tanımlanabilir. Bunun nedeni, çevredeki havadan ısıyı uzaklaştırmasıdır. Bunun açık bir örneği, vücut sıcaklığını korumak için buharlaşması sayesinde vücudu “soğutan” insan teridir.

buharlaşma nasıl olur

Su moleküllerinin sıvı halden gaz hale geçebilmesi için ısı enerjisi kazanması gerekir. Bunu diğer su molekülleri ile çarpışarak yaparlar. Bu nedenle buharlaşma süreci, moleküllerin hareketi ve sıcaklık artışı ile yakından ilgilidir. Daha yüksek bir sıcaklık varsa, moleküller daha hızlı hareket eder ve buharlaşma daha hızlı gerçekleşir. Bu ayrıca maddenin difüzyon hızından da etkilenir. Örneğin aseton sudan çok daha hızlı buharlaşır.

Su molekülleri 100 santigrat dereceye ulaştığında, gaz haline gelmek için gerekli kinetik enerjiye sahip olurlar. Ancak daha düşük sıcaklıklarda bile, yüzeydeki bazı parçacıklar sıvı haldeki kuvvetlerin üstesinden gelmek ve buharlaşmak için yeterli enerjiye sahip olabilir.

Suyun sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, buharlaşmaya yetecek kinetik enerjiye sahip parçacıkların bulunma olasılığı o kadar artar. Bu nedenle güneş radyasyonu parçacıklara enerji sağladığı için bu işlemi kolaylaştırır. Aslında buharlaşan parçacıklar en yüksek enerjiye sahip olanlardır. Bu nedenle, parçacıkların geri kalanı enerji kaybeder ve böylece sıcaklıkları düşer. Bir botijonun güneş altında soğumasının sebebi budur.

Diğer önemli faktörler de buharlaşma hızına müdahale eder: basınç, hava nemi, rüzgar ve sıvının bulunduğu yüzey. Buharlaşma, küçük bir alandan daha büyük bir alana göre daha hızlı gerçekleşir.

Ayrıca, alkol veya genel yemeklik yağda olduğu gibi tüm sıvılar aynı oranda buharlaşmaz. Buharlaşma hızı, her maddenin özelliklerine ve maruz kaldığı koşullara bağlı olacaktır.

buharlaşma örnekleri

Buharlaşmanın çok sayıda örneği vardır. Onlardan bazıları:

• Bulutların oluşumu: Güneş, deniz suyunu ısıtır ve buharlaşan su buharı, sıcak hava akımlarıyla itilerek yükselir ve bulutları oluşturur.
• Asıldıktan sonra kurutulan ıslak giysiler: Giysileri güneşe asarken, kurutucu kullanırken veya ısıtıcıya yaklaştırırken daha yüksek sıcaklık, giysilere emprenye olan suyun buharlaşmasını sağlar.
• Pişirme sırasında bir tencereden çıkan buhar: su kaynamaya başladığında üretilir.
• Alkolün oda sıcaklığında buharlaşması: bu maddenin yüksek difüzyonu nedeniyle.
• Bir fincan sıcak kahveden çıkan duman.
• Kuruyan ıslak toprak.
• Yağmurun oluşturduğu su birikintilerinin kaybolması.
• Vücut teri.
• Tuzlu deniz suyunun buharlaşması sayesinde deniz tuzu elde edilir.
• Su döngüsü: Buharlaşma, doğadaki su döngüsünün önemli bir parçasıdır. Su tanecikleri yeterli ısı enerjisi aldıklarında buharlaşırlar. Daha sonra yağış olarak düşerler ve sonunda denize dönerler.

yoğunlaşma nedir

Yoğuşma, suyun gaz halinden sıvı faza geçişine izin verdiği için buharlaşmaya zıt bir süreçtir. Bu, su buharı basıncı doymuş buhar basıncından daha büyük olduğunda meydana gelir.

Aynı zamanda bir “ısıtma işlemi” olarak da ifade edilebilir. Su buharlaştığında, yoğunlaşması için soğuması gerekmesine rağmen, çevredeki havaya ısı salınır.

Doğada yoğuşmanın çok yaygın bir örneği, şafakta sıcaklık düştüğünde yoğunlaşarak yüzeye düşen su buharı olan çiydir.

Yoğuşma işlemi havanın basıncına, sıcaklığına ve doygunluğuna bağlıdır. Sıcaklık “çiy noktasına” düştüğünde moleküllerin kinetik enerjisi azalır ve bu da yoğuşmayı kolaylaştırır.

Yoğuşma nasıl oluşur?

Yoğuşmanın meydana gelmesi için suyun kinetik enerjisini (hareket enerjisi) kaybetmesi gerekir. Su buharı parçacıkları molekülleri arasında büyük bir enerjiye sahiptir ve bu, aralarında çok fazla harekete neden olarak kendi aralarında mesafe koymalarını sağlar. Termal enerji kaybı veya basınç değişikliği nedeniyle bu enerji kaybolduğunda, su molekülleri yavaşlar ve yakınlaşarak sıvı hale gelir.

Bir hava kütlesindeki su buharı miktarına “mutlak nem” denir. Bunun yerine, hava kütlesinin içerdiği su buharı miktarı, biriktirebileceği toplam buhar miktarına kıyasla “bağıl nem”dir. Hava doygun hale geldiğinde, yani %100 bağıl nem olduğunda çiğlenme noktasına ulaşılır. Bu tabii ki basınca ve sıcaklığa bağlı olarak değişir. Bağıl nem ne kadar yüksek olursa, bir hava kütlesindeki buharın yoğuşma oranı da o kadar yüksek olur.

yoğunlaşma örnekleri

Yoğuşmanın bazı yaygın örnekleri şunlardır:

• Çiy: Sabahın erken saatlerinde meydana gelen sıcaklıktaki düşüş, havada bulunan su buharının yoğunlaşmasını kolaylaştırır ve yüzeylerde damlacıklar halinde çökelir. Güneşin doğuşuyla birlikte sıcaklık yükseldiğinde çiy buharlaşır ve buharlaşma ve yoğuşma döngüsü yeniden başlar.
• Sis: Sis bankaları, pencere camları gibi daha soğuk yüzeylerle temas ettiklerinde yoğunlaşan asılı su parçacıklarıdır.
• Yağmur: Bulutlar çarpıştığında, yoğunlaşan su taneciklerinin çökelmesi meydana gelir ve böylece yağmur oluşur.
• Soğuk içeceklerde görülen su damlacıkları: Soğuk bir kutunun yüzeyi çevreden daha düşük bir sıcaklığa sahiptir, bu nedenle çevredeki havadan nem alır ve bu da su damlacıkları oluşturmak üzere yoğunlaşır.
• Klima üniteleri tarafından salınan su: çünkü dışarıdakinden çok daha düşük sıcaklıktaki havadaki nemi emer ve yoğuşturur.
• Buğulanan bir ayna: Sıcak bir duş alırken su buharı en soğuk yüzeylere yapışır ve yoğunlaşarak aynaları ve diğer nesneleri buğulandırır.
• Dalış gözlüğünün buğulanması: dalış gözlüğünün camı ile yüzümüz arasındaki hava, terden gelen su buharı içerir. Sıcaklığı havanınkinden daha düşük olan suyun içinde bulunan su buharı, camların camını yoğuşturur ve buğulandırır.
• Soluma: Bir cam parçasının yanında veya düşük sıcaklık ve çok nemli bir yerde nefes alırsak, su buharını küçük damlalar veya beyazımsı bir buhar olarak görürüz. Bunun nedeni, ciğerlerimizdeki havanın yüzeyden veya dış ortamdan daha yüksek bir sıcaklığa sahip olmasıdır. Bu nedenle yoğunlaşır ve görünür hale gelir.
• Su Döngüsü: Buharlaşma gibi, yoğuşma da su döngüsünün önemli bir parçasıdır. Su buharı, soğuk hava akımlarının olduğu atmosferin üst katmanlarına yükselir. Orada sıvı halde yağmur olarak çökelen bulutlar şeklinde yoğunlaşır.

Buharlaşma ve yoğuşmanın kullanımları ve uygulamaları

Hem buharlaşma hem de yoğuşma, özellikle bilim, endüstri ve mühendislik alanlarında diğer süreçlerin performansını destekler.

buharlaşma uygulamaları

Buharlaştırma işlemini kolaylaştırmak için tasarlanmış buharlaştırıcılar sayesinde çok sayıda endüstriyel faaliyet gerçekleştirilmektedir.

Bunlardan biri de süt ürünleri üretimidir. Burada buharlaştırma süt, yoğunlaştırılmış süt, süt proteinleri, peynir altı suyu ve diğer ürünleri üretmek için kullanılır.

Ayrıca soya sütü ve meyve suları üretmek için kullanılır; kahve, çay, malt, maya özleri; glikoz şurubu veya hidrolize protein gibi hidrolize ürünler.
Soğutma endüstrisinde et, kemik ve kan plazması özleri oluşturmak için kullanılır. Kümes hayvanı endüstrisinde, bütün yumurta veya yumurta akı konsantrasyonlarını üretmek için buharlaştırma işlemi esastır.

yoğuşma uygulamaları

Yoğuşma, laboratuvarlarda ve endüstride çok önemli bir süreç olan damıtmayı gerçekleştirmek için gereklidir.

Yoğuşmadan su elde edilebilir ve bu nedenle havadan nemi toplayan çiy toplayıcı ekipman kullanılır. Bu sayede çöl veya yarı kurak bölgelerde toprağın nemi kullanılır.

Yoğuşma, kimyasal elde etmek için de yararlıdır. Kimyasal reaksiyonlarda elde edilen bazı gazları sıvı hale dönüştürme yöntemi olarak kullanılır. Bu sayede atmosferde dağılmasının önüne geçilmektedir.

Kondenserler endüstride içlerinden geçen gazları soğutmak ve yoğuşturmak için kullanılır.

Evde, buzdolaplarında veya buzdolaplarında kapasitörler kullanılır. Yangın söndürücülerin imalatında da kullanılırlar. Bunlar yoğunlaştırılmış karbondioksiti yüksek basınçta depolar.

Kaynakça

• Çeşitli yazarlar. Fizik ve kimya. (2015). İspanya. santillana eğitim.
• Toplu iş edebé. Fizik ve Kimya . (2015). İspanya. Edebe.
• Çeşitli yazarlar. Fizik kitabı. (2020). İspanya. Editör Akal.