مصدر بخار الماء وكذلك أهمية بخار الماء في الغلاف الجوي، كما سنقوم بذكر مكونات بخار الماء، وكذلك سنتحدث عن ما هي العوامل المؤثرة على تشكل بخار الماء؟ كما سنوضح فوائد بخار الماء، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعونا.
محتويات المقال
مصدر بخار الماء
– يتكون البخار الماء بواسطة المسطحات المائية بشكل كبير مثل المحيطات والأنهار والبحار وغيرها من جميع أشكال المسطحات وهذا يوضح الفرق بين التكثف والتبخر.
– التربة الرطبة مصدر أساسي لبخار الماء أيضا.
– ومن مصادر بخار الماء أيضا العمليات الحيوية التي تحدث داخل الكائنات مثل عملية التنفس.
– ومن مصادر بخار الماء الغطاء الجليدي في الأماكن الجليدية مثل القطبين.
أهمية بخار الماء في الغلاف الجوي
– يُشكّل بخار الماء عاملاً رئيسياً في دورة هطول المطر، حيث تهطل الأمطار نتيجة لتبخر الماء من سطح الأرض، وارتفاعه ضمن تيارات صاعدة دافئة نحو الغلاف الجوي، ثم يتكاثف البخار متحولاً بعدها إلى غيوم؛ ليسقط فيما بعد على سطح الأرض على شكل مطر أو ثلج، ولهذه الدورة أثر مهم في انتقال الحرارة والطاقة من سطح الأرض إلى الغلاف الجوي، ونقلها من مكان إلى آخر على كوكب الأرض.
– يُعدّ بخار الماء أحد أهم غازات الدفيئة في الغلاف الجوي، والمصدر الثاني للدفء بعد ضوء الشمس على سطح الأرض، إذ تمتص جزيئات بخار الماء إشعاع الموجات الطويلة من سطح الأرض في الغلاف الجوي السفلي، ثم تقوم بإشعاع الحرارة في جميع الاتجاهات نحو سطح الأرض.
مكونات بخار الماء
– يتميّز الماء بوجوده ضمن حالات المادة الثلاث؛ السائلة، والصلبة، والغازية، وبذلك يُعدّ من أهمّ المواد وأكثرها انتشاراً على سطح الأرض.
– تمتلك ذرّات الأكسجين في جزيء الماء كهروسلبية مرتفعة تُمكنها من جذب الإلكترونات المشتركة مع الهيدروجين عبر روابطها التساهميّة، ونتيجةً لذلك تبقى الإلكترونات حول مركز نواة الأكسجين مدةً أطول مقارنةً بالوقت الذي تظل فيه حول نواة ذرة الهيدرجين، مما يمنح جزيء الماء صفات قطبيةّ، حيث تكون شحنة ذرة الأكسجين سالبة نظراً لارتباطها بعدد أكبر من الإلكترونات، بينما تكون ذرة الهيدروجين موجبة نظراً لارتباطها بعدد أكبر من البروتونات.
– تحمل جزيئات الماء بنية جزيئيّة منحنيّة؛ نتيجةً للطريقة التي ترتبط فيها ذرة الأكسجين مع ذرّتيّ الهيدروجين، حيث تتنافر الإلكترونات المشتركة والغير المشتركة عن بعضها لأبعد مسافة ممكنة؛ لتحقق الترتيب الجزيئي الأفضل بزاوية 104.5° بين روابط OـــH في جزيء الماء، ويُعرف هذا الترتيب باسم البنية الجزيئية رباعيّة السطوح (بالإنجليزية: Tetrahedron).
ما هي العوامل المؤثرة على تشكل بخار الماء؟
الصيغة الكيميائية لبخار الماء هي ذاتها للماء (H2O)، إلا أن جزيئات الماء الموجودة في البخار تتفاعل مع بعضها البعض بشكل أقل، كما أنها غير مُنظمة كما هو الحال في جزيئات الماء والجليد، ويَعتمدُ بخار الماء (كما يعتمد الماء) على ثلاث عوامل أساسية هي؛ الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة، وفيما يأتي تفصيل لكل منها:
1- الضغط الجوي:
تبلغ درجة حرارة غليان الماء نحو 100°، إلا أن هذه الحرارة هي درجة الغليان عند ضغط مستوى سطح البحر، فمع انخفاض الضغط الجوي ستحتاج المياه إلى درجة حرارة أقل للتبخر؛ أي أن العلاقة بين الضغط الجوي وبخار الماء طردية، فإذا كان الضغط منخفضًا بما يكفي يمكن الحصول على بخار الماء مباشرة من الجليد.
2- درجات الحرارة:
تزداد نسبة بخار الماء في الهواء مع ازدياد درجة حرارة الهواء الجاف؛ أي أنَّ العلاقة طردية بين درجة الحرارة وبُخار الماء، أي أنَّ تبريد درجة حرارة الهواء من شأنه تخفيض البخار فيه، لذلك لأن نسبة بخار الماء الموجودة في الهواء تختلف باختلاف درجات الحرارة.
3- الرطوبة:
تُشير الرطوبة إلى كمية الماء الموجودة في الغلاف الجوي، وتُقسم الرطوبة المرتبطة ببخار الماء إلى رطوبة نسبية ورطوبة مطلقة، وفيما يأتي تفصيل لكل منهما:
– الرطوبة النسبية:
تُعبِّرعن كمية بخار الماء الموجودة في الغلاف الجوي مقارنةً بالكمية القصوى من بخار الماء، والتي يمكن أن يحتفظ بها الهواء عند درجة حرارة معينة، ويمكن تحديد الرطوبة النسبية باستخدام الرسوم البيانية الخاصة، بالإضافة إلى مقياس رطوبة الجو أو موازين الحرارة.
– الرطوبة المطلقة:
تتكون من تركيز بخار الماء أو كثافة الهواء، ويمكن التعبير عنها باستخدام العلاقة الرياضية الآتية: كثافة البخار= كتلة البخار ÷ حجم الهواء، إذ تتغير الرطوبة المطلقة بتغير درجات الحرارة أو الضغط، والتي تسبب بدورها تغيرًا في الحجم الذي يؤثر على نسبة تبخُر الماء.
فوائد بخار الماء
1- يعالج بعض أمراض الجهاز التنفسي، كالتهاب الجيوب الأنفية، والتهابات الحنجرة، وذلك لدوره في تخفيف الاحتقان عن طريق تسييل الأغشية المخاطية المسدودة وجعلها سائلة، وفتح جيوب الأنف، وذلك عن طريق استنشاق البخار من مرتين إلى أربع مرات في اليوم، بالإضافة إلى تناول المشروبات الساخنة، كالشاي، والراحة، وأخذ حمامٍ ساخن.
2- يزيد لمعان البشرة.
3- يحرق الدهون الزائدة في الجسم.
4- يحسن وينشط الدورة الدموية في الجسم.
5- يرطب البشرة، ويفتح مساماتها.
6- يتخلّص من الخلايا الميتة.
7- يصفي البشرة ويزيد نقاءها.
8- ينظف البشرة من الغبار والأتربة، وبقايا المكياج، ويتخلّص من الإفرازات الدهنية الزائدة التي تؤدي إلى ظهور الرؤوس السوداء، والحبوب.
9- يزيل السموم والمواد الضارة من البشرة.
10- يحسّن منظر الأنف الذي يتمدد بفعل الظروف الجوية.
