العمليه التي يبرد فيها الغاز ليتحول الى سائل تسمى

العمليه التي يبرد فيها الغاز ليتحول الى سائل تسمى، التكثف هو تحول حالة المادة من غاز إلى سائل. تتم العملية بالنسبة للمادة النقية عند درجة حرارة معينة تدعى نقطة التكثيف، وهي نفسها نقطة التبخر لنفس المادة.

التكاثف هو العملية التي ينتج عنها تحول بخار الماء من حالته الغازية إلى الحالة السائلة أو الصلبة. و التكثف هو المرحلة التي تلي مرحلة وصول الهواء الجوي إلى حالة التشبع في دورة بخار الماء في الجو ، أي أن التكثف لا يحدث في الجو إلا بعد وصول الهواء إلى حالة التشبع. 

وعمليّة التكاثف موجودة في حولنا بشكل كبير لأن الماء H2o موجود في حياتنا بجميع حالاته، وهو يستطيع الانتقال من حالة إلى أخرى في شروط معيّن والحالات التي يحدث فيها التكاثف هي:

• الحالة الأولى: هو انخفاض درجة حرارة بخار الماء إلى نقطة الندى وما دون وهي الحالة التي ذكرنها مثالاً عنها في البداية.
• الحالة الثانية: هو تشبع الهواء الجوي أو الوسط الحاوي على بخار الماء بكميّة عالية منه فلا يستطيع استيعاب المزيد فيتحوّل البخار إلى ماء.

شروط تكاثف بخار الماء في الجو

• وجود كمية كافية من بخار الماء.
• وجود نويات التكثف، و هي عبارة عن جسيمات دقيقة لها ميل مائي فتعمل كنواة يتجمع حولها قطيرات الماء أو الثلج أو الجليد. وهذه الجسيمات متوفرة في الجو مثل ذرات الأتربة  الرمال  الأملاح والدخان.
• تبريد الهواء الرطب إلى نقطة نداه أو أقل منها بإحدى الطرق الآتية:

1. عندما يمتزج هواء ساخن رطب مع هواء بارد رطب.
2. مرور هواء ساخن رطب على سطح أرض أو بحر بارد.
3. التبريد الذاتي للهواء. 

إن التكاثف واحد من التغيرات الستة الفيزيائية المعروفة للمادة والتي تشمل:

• التجمّد: هو انتقال المادة من الحالة السائلة للحالة الصلبة وذلك بخفض درجة حرارتها، وكمثال عليه تجمّد المياه وتحولها لجليد.
• الانصهار: انتقال المادّة من الحالةِ الصُّلبة إلى الحالةِ السّائلة بزيادة درجة حرارتها، وكمثال عليه انصهار مكعبات الجليد وتحولها إلى ماء.
• التبخّر: انتقال المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بزيادة درجة حرارتها، وكمثال عليه تبخّر المياه عند غليها وتحولها إلى بخار ماء.
• التكاثف: انتقال المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة بخفض درجة حرارتها، وكمثال عليه تكثّف بخار الماء الساخن على الأسطح الباردة وتحوله إلى قطرات ماء.
• التصعّد أو التسامي: انتقال المادّة من الحالةِ الصُّلبة إلى الحالةِ الغازيّة دون المرور بالحالة السائلة برفع درجة حرارتها، وكمثال عليه تصعّد الجليد إلى بخار ماء مباشرةً في الطقس الحار.
• الترسّب: انتقال المادة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة دون المرور بالطور السائل بخفض درجة حرارتها، وكمثال عليها ترسّب بخار الماء في الطقس شديد البرودة وتحوله إلى صقيع صلب.

تطبيقات التكاثف في الصناعة

محطات القوى البخارية

تعدّ عملية تكثيف البخار في محطات القوى التي تعمل بالبخار لإدارة العنفات من التكنولوجيات المتفوقة. فمن ناحية يُعاد الماء المتكثف بعد دفعه للعنفة إلى خزان الماء المغلي الذي يولد البخار إذ لا يأتي هذا الماء من الخارج، ومن ناحية أخرى فهي عملية ضرورية في الديناميكا الحرارية لرفع قدرة تحويل الطاقة الحرارية إلى طاقة حركية أو طاقة كهربائية.

من وجهة نظر الديناميكا الحرارية ترتفع قدرة آلة على إنتاج الطاقة بازدياد الفارق في درجة الحرارة بين الحرارة الابتدائية 1 ودرجة الحرارة النهائية 2.

انطلاقا من قوانين الديناميكا الحرارية السابق ذكره باختصار، تعمل جمع محطات إنتاج الطاقة الكهربية بلا استثناء سواء كانت تعمل بالفحم أو الكيروسين أو بالطاقة النووية، فكلها تعتمد على دائرة بخارية لتشغيل العنفات. وجميعها يعتمد في إنتاجه على توليد البخار عال الحرارة - تصل درجة حرارة البخار فيها بين 850 درجة مئوية للمحطات التي تعمل بالكيروسين إلى نحو 450 درجة مئوية للمحطات النووية وتحت ضغوط كبيرة - ثم إعادة الماء المتكثف للتسخين من جديد.

شبكات التسخين والتدفئة

في المصانع الكيمائية الكبيرة حيث تمتد وسائل الإنتاج عبر العديد من المباني والورش يصبح تكثيف البخار من العمليات الاقتصادية التي توفر تكلفة الإنتاج، خصوصا وأن إمداد المعامل بالطاقة يتم فيها في مراحل كثيرة بواسطة بخار الماء. فبعد إمداد الطاقة للورشة والأجهزة بالبخار، يُجمع الماء المتكثف من بخار الماء بوساطة شبكة أنابيب كبيرة، وهذا الماء يكون عادة ماء نظيفا طاهرا، ويعاد إلى خزان التسخين لإنتاج البخار من جديد. ويمكن بتكثيف الماء واعادته للتشغيل في مصنع كبير أن يوفر المصنع ملايين اليورو سنويا.

كذلك شبكات التسخين والتدفئة في القطارات أو في شبكات التدفئة بالبيوت والمنازل تعتمد أحيانا علي البخار المتولد عن الماء الساخن، حيث تعمل تلك الشبكات عند ضغط أعلى قليلا عن الضغط الجوي وتكون حرارة الشبكة في حدود 100 درجة مئوية.

مظاهر طبيعية للتكاثف

1. الأمطار يعتمد تكوين الأمطار على دورة الماء في الطبيعة، فعند تبخر الماء من المسطحات المائية وزيادة تراكيز بخار الماء في الهواء الجوي، يرتفع هذا الهواء الذي يحتوي على جزيئات الماء فوق مستوى سطح الأرض ويبرد بعد الوصول إلى ارتفاع مناسب في الغلاف الجوي، وعند التبريد، يتحول بخار الماء إلى قطرات ماء سائلة، وتسمى هذه العملية بالتكاثف، وتتجمع هذه القطرات معًا لتشكل كتلًا مائية ضخمة تظهر لنا كغيوم، وبمجرد أن تصبح السحب مشبعة بالماء، تتساقط قطرات المطر.
2. الثلوج يعتمد تكون الثلوج بشكل كبير على درجة حرارة الغلاف الجوي، ويتشكل الثلج عندما تكون درجة حرارة الغلاف الجوي عند درجة تجمد الماء أو أقل، أي عندما تكون صفر درجة مئوية وعندما يكون هناك أيضًا حدًا أدنى من الرطوبة في الهواء، أي أنّ الثلوج تتكون بعد تكاثف بخار الماء إلى قطرات وبعد تجمد هذه القطرات أيضًا، ويعتمد وصول الثلج إلى الأرض على درجة حرارة سطح الأرض، فإذا كانت درجة حرارة سطح الأرض عند درجة التجمد أو أقل منها، فسوف يصل الثلج إلى الأرض.
3. الندى الندى هو قطرات الماء المتكونة ليلاً عن طريق تكاثف بخار الماء على الأسطح ذات درجات الحرارة الأعلى من درجة تجمد الماء، يتشكل الندى في الليالي على الأسطح عندما تبرد، فهو يتشكل على العشب والأوراق والنباتات لأنها تفقد حرارتها في الليل عن طريق الإشعاع، أي أنّها لا تحتفظ بحرارتها، وعندما تبرد هذه الأسطح، يبرد الهواء المحيط بها، عندها يتحول بخار الماء الموجود في الهواء إلى الحالة السائلة، أي يتكاثف، وتتشكل قطرات الندى.
4. الصّقيع عادة ما يحدث الصقيع عندما يتبلور بخار الماء للحالة الصلبة دون المرور بالحالة السائلة، أي أنّه يتكون حين يلامس بخار الماء سطحًا باردًا ذو درجة حرارة أقل من صفر مئوية عند تكاثفه، فيتحول فجأة إلى بلورات ثلجية تلتصق على السطح البارد، وفي بعض الأحيان يتكون بشكل تدريجي مرورًا بالحالة السائلة، وفي هذه الحالة يتكاثف بخار الماء ليشكل الندى بداية، ثم تتجمد قطرات الندى عند انخفاض درجات الحرارة لتصل درجة تجمد الماء ليتحول بعدها إلى الحالة الصلبة أي الصقيع.
5. الضباب يتشكل الضباب عندما يكون هناك اختلاف أقل من 2.5 درجة مئوية بين درجة حرارة الهواء ودرجة تشكل الندى، فعندها يتكاثف بخار الماء، ويتحول إلى قطرات صغيرة من الماء تبقى معلقة في الهواء، وينتشر الضباب عندما تزداد تراكيز بخار الماء في الهواء، ويوجد بخار الماء في الغلاف الجوي لأسباب متباينة، منها تبخر الماء من المسطحات المائية، وعملية النتح من أوراق النبات، وحركة الهواء فوق مسطحات مائية دافئة.

•  السؤال: العمليه التي يبرد فيها الغاز ليتحول الى سائل تسمى

• الإجابة: التكاثف - التكثيف