توضيح مفهوم الضغط البخاري للسائل
يمكن تعريف الضغط البخاري للسائل بأنه مقياس للميل أو النزعة التبخرية للسائل. بعبارة أخرى، هو الضغط الذي يمارسه بخار السائل عندما يكون في حالة توازن ديناميكي مع السائل في وعاء مغلق. يحدث هذا التوازن عندما يكون معدل تبخر السائل مساوياً لمعدل تكثف البخار. عند هذه النقطة، يصل ضغط البخار إلى أقصى قيمة ممكنة عند درجة حرارة معينة. يتم قياس الضغط البخاري بوحدات مختلفة، بما في ذلك:
- كيلو باسكال (kPa)
- الضغط الجوي (atm)
- بار (bar)
- ملليمتر زئبق (mm Hg)
- تور (torr)
لحساب الضغط البخاري للسوائل، يمكن استخدام معادلة كلاوزيوس-كلابيرون، وهي معادلة مهمة في الديناميكا الحرارية.
المحددات الرئيسية للضغط البخاري للسائل
الضغط البخاري هو خاصية فيزيائية للسائل، ولا يعتمد على كمية السائل نفسه، بل يتأثر بعوامل أخرى. من أهم هذه العوامل:
- قوة التجاذب بين الجزيئات: (Intermolecular Forces) تلعب القوى بين الجزيئات دوراً حاسماً في تحديد الضغط البخاري. السوائل التي لديها قوى تجاذب قوية بين جزيئاتها، مثل الروابط الهيدروجينية، يكون لها ضغط بخاري منخفض نسبياً. على سبيل المثال، الإيثيلين جلايكول، الذي يشكل روابط هيدروجينية قوية، يتميز بضغط بخاري أقل من الأوكتان، الذي يعتمد على قوى فان دير فالس الأضعف.
- درجة الحرارة: (Temperature) توجد علاقة طردية غير خطية بين درجة الحرارة والضغط البخاري. كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت الطاقة الحركية للجزيئات، مما يزيد من عدد الجزيئات القادرة على التغلب على قوى التجاذب والتحول إلى الحالة الغازية. والعكس صحيح، فمع انخفاض درجة الحرارة، يقل الضغط البخاري. بشكل عام، يعتمد الضغط البخاري على عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة حركية كافية للهروب من السائل.
الرابط بين الضغط البخاري ونقطة الغليان
العلاقة بين الضغط البخاري ودرجة الغليان وثيقة، حيث تُعرف درجة الغليان بأنها درجة الحرارة التي يتساوى عندها الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي المحيط. عند هذه النقطة، يصبح السائل قادراً على تكوين فقاعات من البخار داخل الكتلة السائلة. على سبيل المثال، تبلغ درجة غليان الماء عند مستوى سطح البحر 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت)، وهذا يعني أن الضغط البخاري للماء عند هذه الدرجة يساوي الضغط الجوي القياسي.
المصادر والمراجع
- Nichole Miller,”vapor-pressure-definition-equation-examples”،www.study.com, Retrieved 29-3-2019. Edited.
- Joshua Halpern , Scott Sinex (15-12-2018)،”Vapor_Pressure”،www.libretexts.org, Retrieved 29-3-2019. Edited.
- Thinley Kalsang Bhutia (20-2-2018),”vapour-pressure”،www.britannica.com, Retrieved 29-3-2019. Edited.
