14.6
الضغط البخاري للموائع
ضغط البخار ، الذي يؤثر على الغليان والتجويف ، هو الضغط الذي يمارسه البخار في حالة توازن مع سائله عند درجة حرارة معينة ويشير إلى ميل الجزيئات إلى الهروب من سطح السائل.
في حاوية مغلقة تم إخلاؤها ، تهرب الجزيئات السائلة إلى الفضاء ، مما يرفع الضغط حتى يتحقق التوازن ، حيث يساوي معدل هروب الجزيئات معدل العودة. ضغط الاتزان هذا هو ضغط البخار.
يعتمد ضغط البخار على درجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تكتسب الجزيئات طاقة حركية ، وتتغلب على القوى بين الجزيئات وتهرب إلى مرحلة البخار بسهولة أكبر ، مما يزيد من ضغط البخار.
على سبيل المثال ، الماء عند 100 درجة مئوية له ضغط بخار يبلغ 101.3 كيلو باسكال ، والذي يتطابق مع الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر ، مما يؤدي إلى غليانه. في الارتفاعات العالية ، مع انخفاض الضغط الجوي ، يغلي الماء في درجات حرارة منخفضة لأن ضغط بخاره يتطابق مع الضغط الجوي المنخفض بسرعة أكبر.
تعد مراقبة ضغط البخار أمرا بالغ الأهمية في تصميم وتشغيل المضخات والتوربينات لمنع التجويف.
يحدث التجويف عندما ينخفض ضغط السائل المحلي إلى ما دون ضغط البخار ، مما يشكل فقاعات بخار تنهار بعنف ، مما يؤدي إلى إتلاف المعدات.
يعتبر الضغط البخاري للموائع مفهومًا بالغ الأهمية في ميكانيكا الموائع، حيث يظهر تأثيره على ظواهر مثل الغليان والتكهف. يشير الضغط البخاري إلى الضغط الذي يمارسه البخار الذي في حالة توازن ديناميكي الحراري مع الطور السائل المقابل له عند درجة حرارة معينة. وهو يمثل ميل الجزيئات للهروب من سطح السائل إلى الطور البخاري.
عند وضع سائل في وعاء مغلق به مساحة هوائية صغيرة، وعند تفريغ تلك المساحة، فإن جزيئات البخار ستهرب من السائل إلى الفراغ. ومع هروب المزيد من الجزيئات، يزداد الضغط في الفراغ حتى يتم الوصول إلى حالة توازن، حيث يكون معدل الجزيئات التي تهرب من السائل مساويًا لمعدل الجزيئات التي تعود إليه. هذا الضغط المتوازن هو الضغط البخاري للسائل.
يعتمد الضغط البخاري على درجة الحرارة. مع زيادة درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات، مما يؤدي إلى تغلب المزيد من الجزيئات على القوى البين جزيئية والهروب إلى الطور البخاري. ويترتب على ذلك زيادة الضغط البخاري مع زيادة درجة الحرارة. على سبيل المثال، يبلغ الضغط البخاري للماء عند 100 درجة مئوية حوالي 101.3 كيلو باسكال (1 ضغط جوي)، مما يسمح له بالغليان عند الضغط الجوي القياسي. ومع ذلك، عند الارتفاعات الأعلى، حيث يكون الضغط الجوي أقل، يغلي الماء عند درجات حرارة أقل لأن ضغطه البخاري سيساوي حينها الضغط الجوي المنخفض عند الارتفاع الأعلى.
ضغط البخار ، الذي يؤثر على الغليان والتجويف ، هو الضغط الذي يمارسه البخار في حالة توازن مع سائله عند درجة حرارة معينة ويشير إلى ميل الجزيئات إلى الهروب من سطح السائل.
في حاوية مغلقة تم إخلاؤها ، تهرب الجزيئات السائلة إلى الفضاء ، مما يرفع الضغط حتى يتحقق التوازن ، حيث يساوي معدل هروب الجزيئات معدل العودة. ضغط الاتزان هذا هو ضغط البخار.
يعتمد ضغط البخار على درجة الحرارة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تكتسب الجزيئات طاقة حركية ، وتتغلب على القوى بين الجزيئات وتهرب إلى مرحلة البخار بسهولة أكبر ، مما يزيد من ضغط البخار.
على سبيل المثال ، الماء عند 100 درجة مئوية له ضغط بخار يبلغ 101.3 كيلو باسكال ، والذي يتطابق مع الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر ، مما يؤدي إلى غليانه. في الارتفاعات العالية ، مع انخفاض الضغط الجوي ، يغلي الماء في درجات حرارة منخفضة لأن ضغط بخاره يتطابق مع الضغط الجوي المنخفض بسرعة أكبر.
تعد مراقبة ضغط البخار أمرا بالغ الأهمية في تصميم وتشغيل المضخات والتوربينات لمنع التجويف.
يحدث التجويف عندما ينخفض ضغط السائل المحلي إلى ما دون ضغط البخار ، مما يشكل فقاعات بخار تنهار بعنف ، مما يؤدي إلى إتلاف المعدات.
- ضغط البخار - القوة المتوازنة التي يمارسها بخار السائل على مرحلته السائلة.
- الاتزان الديناميكي الحراري - الاستقرار بين معدل الهروب والعودة للجزيئات.
- الطاقة الحركية - طاقة الجزيئات التي تؤثر على هروبها إلى مرحلة البخار.
- الضغط الجوي - وزن الغلاف الجوي الذي يؤثر على نقطة غليان السائل.
- ميكانيكا الموائع - دراسة الموائع في الحركة، المتعلقة بفهم ضغط البخار.
- تعريف ضغط البخار – شرح علاقته بالتوازن الديناميكي الحراري (على سبيل المثال، ضغط البخار).
- مقارنة ضغط البخار عند درجات حرارة مختلفة – استخدام مثال الطاقة الحركية (على سبيل المثال، زيادة درجة الحرارة).
- استكشاف أمثلة على نقطة الغليان – فهم تأثير الضغط الجوي (على سبيل المثال، الارتفاعات العالية والمنخفضة).
- شرح عملية هروب البخار - وصف قصير لكيفية تكوين الضغط.
- التطبيق في السياق – وصف قصير عن الصلة بميكانيكا الموائع.
- ما هو ضغط البخار وكيف يرتبط بالتوازن الديناميكي الحراري؟
- ما هو تأثير زيادة درجة الحرارة على ضغط البخار؟
- كيف يؤثر الضغط الجوي على نقطة غليان السائل؟
From Chapter 14:
Now Playing
14.6 : الضغط البخاري للموائع
Fluid Properties
1.9K Views
14.1 : خواص الموائع.
Fluid Properties
1.4K Views
14.2 : الكثافة والوزن النوعي والكثافة النسبية وقابلية الانضغاط للموائع.
Fluid Properties
3.2K Views
14.3 : لزوجة الموائع.
Fluid Properties
2.4K Views
14.4 : أنواع الموائع.
Fluid Properties
1.3K Views
14.5 : حل مشاكل الموائع النيوتونية.
Fluid Properties
1.3K Views
14.7 : التوتر السطحي للموائع.
Fluid Properties
2.2K Views
14.8 : الخاصية الشعيرية في السوائل.
Fluid Properties
1.7K Views
14.9 : مثال تصميم: تحديد السمك المطلوب لسائل تزييت العمود.
Fluid Properties
437 Views