Language
Country/Area
No result found
سحر البخار: لماذا يمكنه زيادة حجم الماء بمقدار 1700 مرة؟
يوجد البخار في كل مكان من حياتنا اليومية. سواء في الطهي أو التنظيف أو توليد الطاقة، يلعب البخار دورًا لا غنى عنه. عندما يتحول الماء السائل إلى بخار، فإن حجمه لا يتضاعف فحسب؛ بل يتمدد بمقدار 1700 مرة عن حجمه الأصلي. إن هذا التحول المذهل له آثار بعيدة المدى على الصناعة والمنزل. دعونا نستكشف المبادئ العلمية والتطبيقات التي تقوم عليها هذه العملية.
البخار هو الماء في شكله الغازي، وعادة ما يكون مختلطًا بالهواء و/أو رذاذ من قطرات الماء السائل. يمكن أن يتم ذلك عن طريق التبخر أو الغليان، عندما يتم تسخين الماء إلى النقطة التي يتم فيها الوصول إلى المحتوى الحراري للتبخر.
تكوين البخار وأنواعه
يتم توليد البخار عادة عن طريق تسخين الغلايات التي تحرق الفحم أو أنواع الوقود الأخرى، ولكن الآن يمكن إنتاجه أيضًا باستخدام الطاقة الشمسية. اعتمادًا على الحالة، يمكن تقسيم البخار إلى بخار رطب وبخار ساخن للغاية. يشير البخار الرطب إلى بخار الماء الذي يحتوي على قطرات الماء. ومع استمرار التسخين، تتبخر قطرات الماء. وعندما يصل النظام إلى درجة حرارة عالية معينة، يتبخر كل الماء تمامًا. ويسمى البخار في هذا الوقت بالبخار المشبع. من ناحية أخرى، فإن البخار المسخن للغاية هو بخار فوق نقطة غليانه عند ضغطه وعادة ما يحدث فقط عندما يتبخر كل الماء السائل أو يتم إزالته من النظام.
توفر طاولات البخار بيانات ترموديناميكية للمياه والبخار المشبع وهي أداة لا غنى عنها للمهندسين والعلماء في تصميم وتشغيل معدات الدورة الحرارية الديناميكية.
التطبيق الواسع النطاق لـ Steam
إن تعدد استخدامات Steam يجعله مهمًا في مجموعة واسعة من الصناعات.التطبيق في الزراعة
في الزراعة، يتم استخدام البخار لتعقيم التربة، وتجنب استخدام المواد الكيميائية الضارة وتحسين صحة التربة. هذه الطريقة ليست صديقة للبيئة فحسب، بل إنها تعمل أيضًا على تحسين ظروف نمو المحاصيل بشكل فعال.
الدور في الأسرة
في المنزل، يتم استخدام قدرات نقل الحرارة للبخار على نطاق واسع لطهي الخضروات وتنظيف الأقمشة والأرضيات، وحتى لكي الملابس، حيث يزيل البخار التجاعيد من خلال الحرارة والرطوبة. قد يقال إن استخدام البخار لمكواة الملابس يعد من أكثر الطرق أمانًا وفعالية للقيام بذلك.
توليد الطاقة والتوليد المشترك
وفقا لبيانات عام 2000، يتم توليد حوالي 90% من الكهرباء باستخدام البخار كسائل عمل، وكلها تقريبا من توربينات البخار. في عملية توليد الطاقة، يتكثف البخار عادة في نهاية دورة التمدد ويعود إلى المرجل لإعادة استخدامه. تتضمن عملية التوليد المشترك للطاقة نقل البخار الناتج عن الكهرباء إلى المباني من خلال نظام التدفئة المركزية لتوفير الطاقة الحرارية.
يعتبر نظام البخار في مدينة نيويورك أكبر نظام لإنتاج البخار في العالم، حيث يوفر البخار لـ 100 ألف مبنى في مانهاتن من سبع محطات لتوليد الطاقة المشتركة.
التنظيف والتطهير
تعتبر وظيفة التعقيم بالبخار مهمة للغاية في مجالات علم الأحياء الدقيقة والنظافة الطبية. يأتي البخار عالي الضغط من وعاء ضغط أوتوماتيكي، والذي يُستخدم خصيصًا لتعقيم المعدات المختلفة. ويمكنه تحقيق تعقيم غير سام دون إنتاج أي مواد ضارة.
الدور في العمليات الصناعية
في العديد من العمليات الصناعية، يتم استخدام البخار لنقل الحرارة لتحريك التفاعلات الكيميائية وتعقيم العناصر والحفاظ على درجات حرارة ثابتة. على سبيل المثال، في صناعة الأخشاب، يتم استخدام البخار في عمليات ثني الخشب وزيادة مرونة الخشب، بينما في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية، يتم استخدام البخار في التفاعلات الكيميائية المختلفة.
