تراکم زمانی است که یک ماده از حالت گاز یا بخار به حالت مایع تبدیل می شود. شما می توانید آن را به عنوان معکوس تبخیر در نظر بگیرید. تراکم منحصراً به آن محدود نمی شود اب – همچنین می تواند در بسیاری از مواد دیگر به شکل بخار رخ دهد. با این حال، در این مقاله ما بر تراکم آب تمرکز خواهیم کرد.
تراکم یک فرآیند طبیعی است که به دلیل تغییر دما اتفاق می افتد. این می تواند در مقیاس کوچک رخ دهد، مانند بخار آب موجود در هوا که به قطرات آب در سطح یک پنجره سرد متراکم می شود. اما هنگامی که تراکم در مقیاس بزرگ رخ می دهد، منجر به بارش یا باران می شود. در این مقیاس، بخشی از جهان است چرخه آبکه بزرگترین منبع چگالش است.
تراکم به چه معناست؟
تراکم برعکس است تبخیر. این یک تغییر فیزیکی است که شامل انتقال یک ماده از حالت گازی به شکل مایع است. معمولاً این به دلیل تغییر دمای زیاد به پایین ایجاد می شود. در عین حال، تراکم تحت تأثیر بسیاری از عوامل دیگر مانند فشار، وجود هسته یا سطح تراکم و جریان هوا قرار می گیرد.
درست مانند تبخیر، تراکم آب نقش مستقیمی در آب و هوا و اقلیم دارد. این یک مرحله میانی بین تبخیر و بارندگی است. یک مثال روزمره از تراکم، قطرات شبنمی است که قبل از طلوع خورشید روی زندگی گیاهان ایجاد می شود، به ویژه هنگامی که مه روی زمین می نشیند. قطرات شبنم روی سطوحی که دمای کمتری نسبت به خود مه دارند – مانند تیغه‌های چمن – جمع می‌شوند.
اما یک سطح لزوماً نباید دمای کمتری از بخار داشته باشد تا تراکم ایجاد شود. به عنوان مثال، تراکم معمولا روی می دهد هسته های تراکم در هوا. هسته های تراکم ذرات ریز هستند که حداقل یک میکرومتر قطر دارند. آنها در همان سطوح ابرها در هوا معلق هستند. آنها می توانند ذرات خاکستر آتشفشان ها یا ذرات نمک اقیانوس ها باشند. جالب اینجاست که بسیاری از هسته های تراکم نیز ذراتی از شهاب ها هستند که با ورود به جو می سوزند.
در طول تراکم چه اتفاقی می افتد؟
اگر تا به حال آب را در یک کتری جوشانده اید، احتمالاً متوجه قطرات آب شده اید که در سطح زیرین درب آن ایجاد می شود. این قطرات تراکم آب از بخار هستند. به طور مشابه، احتمالاً هر روز صبح قطرات شبنم را روی چمن‌های چمن خود مشاهده کرده‌اید، یا قطراتی را روی شیشه پنجره خود در زمستان مشاهده کرده‌اید. باز هم، اینها همه نمونه هایی از تراکم آب هستند.
برای اینکه چگالش اتفاق بیفتد، باید شرایطی رعایت شود. این شرایط لزوماً نباید به طور همزمان رخ دهند. در بسیاری از موارد یک شرط کافی است.
- تغییر دما: مقداری اختلاف دما برای ایجاد میعان لازم است. به عنوان مثال، سطح یک قوطی نوشابه سرد پس از بیرون آوردن از یخچال به راحتی قطرات آب را جمع می کند. به طور مشابه، در زمستان، تفاوت دمایی بین خانه گرم شما و هوای زمستانی بیرون می تواند باعث ایجاد تراکم در پنجره های شما شود.
- وجود هسته های تراکم: همانطور که قبلا ذکر کردیم، هسته های تراکم ذرات بسیار کوچکی هستند که در سطح ابر در هوا معلق هستند. آنها شامل ذرات دود ناشی از آتش سوزی، خاکستر ناشی از فوران های آتشفشانی و ذرات گرد و غبار ناشی از شهاب های سوخته هستند. این ذرات رطوبت سنجی هستند، به این معنی که مولکول های آب را جذب می کنند.
- تغییر در فشار: فشار با تبخیر رابطه معکوس دارد. با کاهش فشار، سرعت تبخیر افزایش می یابد. این به این دلیل است که مولکول های یک مایع می توانند آزادانه تر حرکت کنند. برعکس، فشار رابطه مستقیمی با تراکم دارد. با افزایش فشار، نرخ تراکم نیز افزایش می یابد.
- یک سطح: یک سطح می تواند سطح یک برگ، یک سنگ یا یک فلز باشد. سطوح وسیع تر ظرفیت بیشتری برای تجمع تراکم دارند.
- رطوبت: رطوبت میزان بخار آب موجود در هوا است. رطوبت بیشتر به معنای احتمال بیشتر میعان است، به خصوص اگر افت دما وجود داشته باشد.
نمونه ای از تراکم چیست؟
بهترین و بزرگترین مثال تراکم ابرها هستند. تشکیل ابرها به سادگی مه یا ذرات بسیار ریز آب هستند که در هوا معلق هستند. وقتی قطرات به قطرات بزرگ‌تر همگرا می‌شوند، آنقدر سنگین می‌شوند که نمی‌توانند مانند یک غبار ریز باقی بمانند. بنابراین، قطرات به صورت باران می ریزند یا رسوب می کنند. ابرهای سنگین‌تر (مانند ابرهای کومولونیمبوس) مات‌تر، تیره‌تر و متراکم‌تر به نظر می‌رسند زیرا قطرات آب به قطرات بزرگ‌تر همگرا می‌شوند.
آیا تراکم قابل پیشگیری است؟
تراکم یک فرآیند طبیعی ضروری است و به طور کلی مطلوب است. با این حال، مواردی وجود دارد که تراکم مطلوب نیست زیرا به طور بالقوه مخرب یا حتی تهدید کننده زندگی است.
به عنوان مثال، هنگام رانندگی نمی‌خواهید چگالش ناگهانی روی شیشه جلوی شما ایجاد شود. در شیشه جلو به طور بالقوه می تواند مه آلود شود و در صورت وجود رطوبت زیاد در داخل و دمای پایین، نیمه مات است. شما می توانید با تمیز کردن شیشه جلو و پاک کردن وسایل مرطوب داخل ماشین از مه گرفتگی پنجره جلوگیری کنید. همچنین می توانید از رطوبت گیرهای سیلیسی در داخل ماشین خود استفاده کنید.
تراکم نیز در داخل ساختمان ها، به ویژه روی دیوارها و سقف ها نامطلوب است. جدا از ایجاد ترک در رنگ، تراکم داخلی می تواند منجر به آسیب ساختاری شود. سازه های چوبی، قالب ها و گچ بر روی دیوارها و سقف ها به ویژه در برابر تراکم مخرب آسیب پذیر هستند.
با کنترل عوامل مختلف اقلیم داخلی می توان از خطرات بالقوه و اثرات مخرب تراکم در داخل خانه جلوگیری کرد. برای جلوگیری از تراکم نامطلوب باید رطوبت، دما و جریان هوا را کنترل کنید.
تراکم در چرخه آب چیست؟
تشکیل ابر و تشکیل شبنم مراحل تراکم در چرخه آب هستند. البته مهمترین مرحله تشکیل ابر است زیرا بدون ابر امکان بارش به صورت باران یا برف وجود نخواهد داشت.
همانطور که قبلاً به آن اشاره کردیم، تراکم مرحله میانی بین تبخیر و بارندگی است. ابرها باران را در مناطق وسیعی دور از منبع اصلی تبخیر که اقیانوس است پخش می کنند. مراکز قاره های بزرگ که ابرهای کمتری دارند معمولاً به بیابان تبدیل می شوند و برای بارندگی های منظم بسیار خشک هستند.
تفاوت بین تراکم و تبخیر چیست؟
اگرچه تراکم و تبخیر هر دو فرآیندهای فیزیکی تغییرات فاز هستند، اما فرآیندهای متضاد هستند. چگالش به دماهای کمتر، فشار بیشتر و رطوبت بیشتر نیاز دارد. از سوی دیگر، تبخیر به عنوان شرایط ایده آل نیازمند دماهای بالاتر و فشار کمتر است.
با تبخیر، با افزایش دما، حالت‌های مایع شروع به تبدیل به حالت بخار می‌کنند – به یک گودال در حال تبخیر در خورشید فکر کنید. در همین حال، تراکم شامل یک ماده در حالت بخار است که به حالت مایع تبدیل می شود.