Buhar ve Buharlaşma
Buhar
Buhar, fizik, kimya ve mühendislikte, buharlaşmış suyu ifade eder. 100 santigrat derece civarında sıcaklıkta ve standart atmosferik basınçtaki buhar, saftır, saydam gaz haldedir ve sıvı haldeki sudan 1600 kat daha hacimlidir. Buhar doğal olarak suyun kaynama noktasından daha sıcaktır. Daha yüksek sıcaklıklardaki buhara genelde kızdırılmış buhar denir.
Sıvı haldeki su, çok sıcak sıvı bir madde ile temas ettiğinde (örneğin lav veya erimiş metal), çok çabuk olarak buhar haline gelebilir. Buna buhar patlaması adı verilir. Bu patlama, son derece büyük hasarlara sebep olabilir.
Bir buhar makinesi, mekanik iş üretmek için türbin veya pistonun hareketini buharın genişlemesi ile sağlar. Diğer endüstriyel uygulamalarda, buhar genellikle borular boyunca dolaşarak depoladığı enerjiyi ısı transferi ile aktarır. Buhardaki bu depolanmış ısının nedeni suyun yüksek buharlaşma ısısıdır. Mühendisler buhar makinelerini modellemek için ideal termodinamik çevrim olan Rankine çevrimini kullanır.
Buhar, endüstri dışında sauna ve hamam gibi yerlerde de sıcaklık ve insanlar üzerindeki terapi etkileri sağlamak için kullanılır.
A.B.D.'de elektrik enerjisi üretiminin % 90'ından fazlası akışkan olarak buhar kullanan buhar türbinleri ile sağlanmaktadır. Buhar türbininde enerji verimini maksimize etmek için düşük basınçta, buharın yoğuşarak su haline gelmesi sık sık meydana gelir. Fakat bu durumun (yaş-buhar), korozyona sebep olmaması için proses çok dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.
Buharlaşma
Yıkanan giysiler asılarak kurumaya bırakılır; yağmur dindikten bir süre sonra yerdeki su birikintileri ortadan kaybo*lur; kurak zamanlarda bahçedeki toprağın kupkuru olduğunu görürüz. Bütün bu gibi olaylarda, ortadan kaybolan su buharlaş*mıştır.
Buharlaşan su ya da başka bir sıvı gözle görülemeyen bir gaza, buhara dönüşür. Bir sıvıyı oluşturan türdeş moleküller birbirlerini bağlanma kuvveti (kohezyon) adı verilen bir kuvvetle çeker. Ama moleküller aynı zaman*da sürekli bir hareket içindedir ve bu hareket nedeniyle sürekli olarak birbiriyle çarpışır. Sıvının yüzeyinde hızla hareket eden bazı moleküller bağlanma kuvvetinden kurtularak sıvıdan ayrılıp havaya karışır ve varlığını buhar molekülleri olarak sürdürür.
Sıcaklık buharlaşma hızını etkiler. Mole*küllerin hareketinin hızı sıvının sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklık arttıkça moleküllerin hare*keti hızlanır ve moleküllerin bağlanma kuvve*tini yenerek havaya karışmaları kolaylaşır. Sıvının havayla temas ettiği yüzeyin büyüklü*ğü de buharlaşma hızını etkiler. Biri geniş, öteki dar ağızlı iki kaba aynı miktarda su koyar ve buharlaşmaya bırakırsak, geniş ağız*lı kaptaki suyun daha önce buharlaşıp bittiğini görürüz. Deniz suyu da sürekli olarak buhar*laşır. Bu buharı taşıyan nemli hava rüzgâr etkisiyle karaların üzerine gelir; yeniden suya dönüşen buhar ise yağmur olarak yere iner. Havadaki su buharının çok ya da az olması da buharlaşmayı etkiler. Havasında çok su buharı bulunan bir ortamda buharlaşma az olur. Taşıyabileceği kadar su buharı almış olan havaya doymuş hava denir. Doymuş havada buharlaşma olmaz. Bir hava*da bulunan su buharı miktarının doymuş havadaki su buharına oranına bağıl nem denir. Bağıl nemi 0 olan hava tam kuru hava, bağıl nemi 100 olan hava da doymuş havadır.
Benzin ve metil alkol gibi sıvılar çabuk buharlaşır; çünkü molekülleri arasındaki bağ*lanma kuvveti sudakinden çok daha azdır. Kolay buharlaşan bu tür sıvılara uçucu sıvılar denir.
Buharlaşmanın serinletici bir etkisi vardır. Islattığınız parmağınıza üflerseniz parmağı*nızda bir serinlik duyarsınız. Islak mayo ve giysilerin vücuda bir serinlik verdiğini biliriz. Bu serinleme, su moleküllerinin buharlaşıp giderken bulundukları ortamdan ısı alıp gö*türmelerinden kaynaklanır. Bu ısıya buhar*laşma ısısı denir. Buharlaşmanın serinletici etkisinden günlük yaşamda da yararlanılır. Eskiden içme suyunu serin tutmak için göze*nekli testiler kullanılırdı. Testinin gözenekle*rinden sızarak buharlaşan suyun birlikte gö*türdüğü ısı nedeniyle testide kalan su serin olurdu. Buzdolaplarında da buharlaşmanın soğutucu etkisinden yararlanılır (bak. Soğut*ma). Canlıların terlemesi de fazla ısınan vücu*du serinletmeye yarar. Buharlaşan ter deriden ısı alarak vücudu serinletir. Buharlaşmanın tersi olan olaya, yani buharın sıvı ya da katı hale geçmesine ise yoğunlaşma denir.