Kinetik Nəzəriyyə
Buxarlanma prosesi kinetik nəzəriyyədən istifadə etməklə izah edilə bilər. Qaz molekulları kimi, su molekulları da hərəkət edir. Fərq ondadır ki, su molekulları ayrıla bilmir, çünki aralarındakı cazibə qüvvələri onları hələ də bir yerdə saxlaya bilir. Bunun əksinə olaraq, qaz molekulları arasındakı cazibə qüvvələri çox zəifdir, buna görə də qaz molekulları bir-birinə yapışa bilmir. Hərəkət edərkən su molekulları sürətə malikdir. Bəzi su molekulları yüksək sürətə, digərləri isə aşağı sürətə malikdir. Su molekullarının sürətlərinin paylanması Maksvell paylanmasına bənzəyir.
Buxarlanma su molekullarının sürəti kifayət qədər böyük olduqda və su molekulları arasındakı cazibə qüvvəsi onları bir yerdə saxlaya bilmədikdə baş verir. Kosmosa hərəkət edən raketə bənzər şəkildə, raketin sürəti də o qədər böyükdür ki, Yerin cazibə qüvvəsi onun Yerdə qalmasına mane ola bilmir. Qeyd etmək lazımdır ki, yalnız böyük sürətə malik molekullar molekullar arasındakı cazibə qüvvələrindən qaça bilir. Kiçik sürətə malik molekullar yenə də birləşərək su əmələ gətirir.
Su molekullarının kütləsi və sürəti və ya sürəti var, buna görə də su molekulları kinetik enerjiyə malikdir (EK = 1/2 mv 2 ). Yüksək sürətə malik su molekulları aşağı sürətə malik su molekullarından daha yüksək kinetik enerjiyə malikdir. Beləliklə, molekullar arasındakı cazibə qüvvələrindən (buxara çevrilən su molekulları) qaça bilən su molekullarının kifayət qədər böyük kinetik enerjiyə malik olduğunu demək olar. Adətən su molekullarının kinetik enerjisi suyun temperaturu artdıqca artır. Suyun temperaturu kifayət qədər yüksəkdirsə, su molekullarının kinetik enerjisi artır. Beləliklə, daha çox su buxara çevriləcək. Bu, buxarlanma sürətinin adətən yüksək temperaturda daha yüksək olduğunu göstərən tədqiqat nəticələrinə uyğundur.
Günəşdə yaş paltarları qurudanda, yaş paltarlar günəşin yaydığı istiliyi udur. Günəşdən gələn əlavə enerji paltarlardakı su molekullarının kinetik enerjisinin artmasına səbəb olur. Kinetik enerji artdıqca su molekulları daha sürətli hərəkət edir (su molekullarının sürəti artır). Sürətləri və ya kinetik enerjisi müəyyən bir dəyərə çatdıqda, su molekulları su molekulları arasındakı cazibə qüvvələrindən qaça və sonra buxara çevrilə bilər. Qeyd etmək vacibdir ki, yaş paltarların qurumasına yalnız günəşdən gələn əlavə istilik təsir etmir. Yaş paltarlar paltarların ətrafındakı isti havadan gələn əlavə istilik səbəbindən də quruya bilər (istilik havadan yaş paltarlara keçiriciliklə ötürülür).
İsti bir gündə yer və ya döşəmə daha tez qızır. Xüsusi istiliyi olduqca böyük olduğu üçün yer tez qızır. Yer üstündəki havanı qızdırır (bu halda istilik ötürülməsi istilik keçiriciliyi ilə baş verir). İsti hava genişlənir (sıxlığı azalır) və yuxarı doğru hərəkət edir. Yaş paltarların üzərindən keçdikdə hava molekulları paltardakı su molekulları ilə toqquşur. Su molekulları daha sürətli hərəkət edir. Daha sürətli hərəkət etdikləri üçün su molekullarının kinetik enerjisi artır. Sürətlə hərəkət edən su molekulları digər su molekulları ilə toqquşur. Hava molekulları ilə davamlı toqquşduqları üçün su molekulları daha sürətli hərəkət edir (kinetik enerjisi artır).
Sürətləri və ya kinetik enerjisi müəyyən bir dəyərə çatdıqdan sonra, sürətlə hərəkət edən su molekulları molekullar arasındakı cazibə qüvvəsindən qaçaraq buxara çevrilə bilər... Su molekullarının və ya hava molekullarının kinetik enerjisi temperaturla sıx bağlıdır. Su molekullarının kinetik enerjisi böyükdürsə, eyni zamanda suyun temperaturu da yüksəkdir. Və ya əksinə, suyun temperaturu yüksək olduqda, su molekullarının kinetik enerjisi də böyük olmalıdır. Kinetik enerji də sürətlə əlaqədardır. Molekulların kinetik enerjisi nə qədər böyükdürsə, molekulların sürəti də bir o qədər böyükdür. Və ya əksinə, molekulların sürəti nə qədər böyükdürsə, molekulların kinetik enerjisi də bir o qədər böyükdür.
Bəs isti su necədir? İsti suyun temperaturu yüksəkdir. Suyun temperaturu yüksək olduğundan, sudakı su molekulları böyük orta kinetik enerjiyə malikdir. Su molekullarının orta kinetik enerjisi böyük olduğundan, bir çox su molekulu yüksək sürətə malikdir (bir çox su molekulu sürətlə hərəkət edir). Yüksək sürətə malik su molekulları molekullar arasındakı cazibə qüvvələrindən qaçaraq buxara çevrilə bilər. Yalnız yüksək sürətə malik su molekulları (böyük kinetik enerjiyə malik su molekulları) buxara keçir, aşağı sürətə malik su molekulları (kiçik kinetik enerjiyə malik su molekulları) isə buxara çevrilmir. Beləliklə, yüksək sürətə malik su molekulları buxara çevrildikdə, birlikdə qalan su molekullarının orta kinetik enerjisi daha kiçik olur. Orta kinetik enerji nə qədər kiçikdirsə, suyun temperaturu bir o qədər aşağı olur (su daha soyuq olur). Bu qısa təsvirə əsasən, buxarlanmanın soyutma prosesi olduğunu demək olar.
Buxarlanmanın yaratdığı soyutma prosesi gündəlik həyatda tez-tez rast gəlinən bir haldır. Hava olduqca isti olduqda, bədən çoxlu istilik udur. Sabit bədən temperaturunu qorumaq üçün bədən adətən tər vasitəsilə istiliyi buraxır. Tər günəşdən və ətrafdakı havadan əlavə istilik aldığı üçün tər molekullarının kinetik enerjisi artır. Tər molekullarının kinetik enerjisi artdığı üçün tər molekullarının sürəti artır. Tər molekulları buxara çevrilir. Tər buxarlandıqda bədən sərinlik hiss edir. Başqa bir nümunə... Adətən duşdan sonra bədənimiz sərinlik hiss edir. Bunun səbəbi dərinin səthinə yapışan suyun buxarlanmasıdır.
Yuxarıda təsvir edilən buxarlanma prosesi hər gün baş verir. Dəniz suyu, göl suyu və çay suyu da buxarlana bilər...
Buxar təzyiqi
Burada buxar dedikdə su buxarı nəzərdə tutulur. Şəkilə baxın. Su ilə dolu qapalı bir qab (qabdakı havanın çıxarıldığını düşünün). Kinetik nəzəriyyəyə görə, su molekulları həmişə hərəkətdədir. Hərəkət edərkən su molekulları sürətə və kinetik enerjiyə malikdir. Kifayət qədər sürətə və kinetik enerjiyə malik su molekulları su molekulları arasındakı cazibə qüvvələrindən qaçaraq buxara çevrilə bilər... Eyni proses yanındakı qabdakı su molekulları ilə də baş verir. Zaman keçdikcə getdikcə daha çox su molekulu buxara çevrilir. Qab bağlı olduğundan, buxara çevrilən su molekulları atmosferə çıxa bilmir (molekullar qabda ilişib qalır). Buxara çevrilən su molekullarının sayı o qədər çoxdur ki, molekullarla qabın divarları arasında toqquşma ehtimalı var.
Qabın divarlarına dəyən bəzi molekullar suyun səthinə əks olunacaq və su əmələ gətirmək üçün birləşəcək. Bu proses davamlı olaraq təkrarlanır. Zaman keçdikcə getdikcə daha çox su molekulu buxara çevriləcək (mayedən buxara çevriləcək). Eyni zamanda, qabın divarlarına dəyən bəzi molekullar yenidən suya çevriləcək (buxdan mayeyə çevriləcək). Mayedən buxara dəyişən molekulların sayı buxardan mayeyə dəyişən molekulların sayına bərabərdirsə, tarazlıq yaranacaq. Tarazlıq yarandıqda, buxar olan qabın üst hissəsi doymuş adlanır... Doymuş bölgədəki buxar təzyiqi Doymuş buxar təzyiqi kimi tanınır.
Maye halından buxara keçid buxarlanma adlanır. Buxar halından maye halına keçid kondensasiya adlanır. Qeyd edək ki, doymuş buxar təzyiqi yalnız temperaturdan asılıdır və həcmdən deyil. Suyun temperaturu artdıqca su molekullarının kinetik enerjisi də artır.
Su molekullarının kinetik enerjisi artır, buna görə də su molekullarının sürəti artmalıdır. Bu şəkildə, yüksək sürətlə getdikcə daha çox molekul buxara çevriləcək (maye halından buxara çevriləcək). Qabın həcmi sabit olduğundan, buxar təzyiqi yalnız molekulların sayından (N) və sürətdən (v) asılıdır.
Buxara çevrilən molekulların sayı (N nə qədər böyükdürsə) və bu molekulların sürəti nə qədər yüksəkdirsə (v nə qədər böyükdürsə), buxar təzyiqi bir o qədər artır. Beləliklə, tarazlıq daha yüksək buxar təzyiqində baş verəcək. Buna görə də, doymuş buxar təzyiqi də artacaq. Doymuş buxar təzyiqi yalnız tarazlığa çatdıqda mövcuddur. Aşağıdakı şəkildə suyun doymuş buxar təzyiqinin temperaturla dəyişməsi göstərilir.
Buxar təzyiqi həcmdən asılıdır, doymuş buxar təzyiqi isə deyil. Əgər qabın həcmi artarsa və ya azalarsa, nəticədə tarazlıq yaranacaq. Yuxarıdakı illüstrasiya sadəcə atmosferdə baş verən doymuş buxar təzyiqini anlamağınıza kömək etmək üçündür. Fərq ondadır ki, əvvəlki illüstrasiyada qabın su olmayan hissəsində hava olmadığını fərz etmişdik. Buna görə də, qabın su olmayan hissəsində yalnız su buxarı yerləşirdi. Bunun əksinə olaraq, Yer səthi həmişə hava ilə doludur. Buxar molekulları ilə digər qaz molekulları arasındakı toqquşmalar yalnız tarazlığın tarazlığa çatması üçün lazım olan vaxtı uzadır. Lakin, tarazlıq nəticədə buxara çevrilən su molekullarının sayı suya çevrilən buxar molekullarının sayına bərabər olduqda yaranacaq.
