Buharlaşma Olayı

 Doğada bulunan maddeleri oluşturan tanecikler arasında maddenin fiziksel özelliklerini belirleyen bağlar bulunur. Burada buharlaşmayı yani sıvı maddelerin gaz haline geçme olayını inceleyeceğiz. Buharlaşma için sıvının dışarıdan ısı alması gerekir. Alınan ısı sıvı maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki bağın kopması için kullanılır. Zaten moleküller arasındaki bu bağın kuvvet derecesi sıvının buharlaşabilmesi için gereken ısı miktarını belirler.

Buharlaşma Nedir?

Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde gaz haline geçer.

Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur. Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir. Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur. Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır. Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır. Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur. Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.

Sponsorlu Bağlantılar

Tabiatta suyun hidrolojik çevriminin önemli bir unsurunu teşkil eden buharlaşma, yeryüzünde sıvı ve katı halde değişik şekil ve şartlarda bulunan suyun meteorolojik faktörler etkisiyle atmosfere gaz halinde dönüşü olarak tarif edilir. Yeryüzünde suyu ihtiva eden her yüzey, atmosferdeki su buharının kaynağıdır. Denizler, göller, akarsular, nemli topraklar, karla örtülü veya buzla kaplı yüzeyler, ormanlar, bitki örtüsüne sahip araziler üzerinde devamlı buharlaşma meydana gelmektedir.

Su yüzeyinde meydana gelen su kayıplarına buharlaşma (evaporasyon), bitkilerden meydana gelen su kaybına terleme (transprasyon) denir.Bitkilerden ve civarındaki topraktan meydana gelen su kaybına ise evapotransprasyon adı verilir.

Buharlaşma Isısı

Buharlaşma ısısı LB , birim miktardaki bir sıvının gaz haline dönüşmesi için gereken enerjidir. Sıvının kaynama sıcaklığında ölçülür ve genellikle joule/gram veya kJ/mol birimleri cinsinden ifade edilir.

Buharlaşma Isısının Sıcaklığa Bağımlılığı

Sıcaklıkla DH ‘ın değişimi, bir sıvı, bir katının buharı ile dengede olması durumuna da uygulanabilir. Bu durum için DH buharlaşma ısısı olarak adlandırılır. Bazı sıvılar için buharlaşma ısısının sıcaklıkla değişimi aşağıdaki tabloda verilmiştir. Buharlaşma ısısı artan sıcaklık ile azalır. Kritik noktada sıfır değerine ulaşır. Bu sıcaklıkta sıvı ve buhar birbirine benzer. Buharlaşma ısısı için ;

DHbuharlaşma = Hbuhar – Hsıvı-katı

yazılır.Su her sıcaklıkta buharlaşabildiği için havada her zaman su buharı bulunur. Bir sıvının gaz haline geçmesi olayına verilen ad. Buharlaşma her sıcaklıkta olur ve buharlaşan sıvı, yüzeyinden moleküller kaybetmek suretiyle, yavaş yavaş buhar haline geçer. Sıvı molekülleri, buharlaşma olayı sırasında devamlı ve düzensiz bir termik hareket halindedirler. Birbirlerine ve bulundukları kabın çeperlerine çarparlar. Buharlaşma su yüzeyinden meydana gelir. Suyun su buharı haline gelmesine buharlaşma, su buharının tekrar su haline gelmesine de yoğunlaşma denir.Atmosferde bulunan su buharı ani yoğunlaşmalar yaşarsa yağmur yağar, yoğunlaşma ortamı aniden ve aşırı soğursa su buharı direkt yoğunlaşma olmadan katı hale geçer. Sıvı bir maddenin ısı olarak gaz haline geçmesi olayına buharlaşma denir. Buharlaşma olayı sıvı yüzeyinde olur. Isı alan sıvı moleküllerinden bazıları sıvı yüzeyinde gaz haline geçer.

Buharlaşmaya basınç ve diğer fiziksel şartların etkisi çoktur. Buharlaşma her sıcaklıkta olabilir. Maddeler dışarıdan ısı alarak buharlaşırlar. Dolayısıyla buharlaşmanın olduğu yerde serinleme olur.

Sıcaklığın artması buharlaşmayı hızlandırır. Açık hava basıncının azalması buharlaşmayı artırır.

Sıvının açık yüzey alanı arttıkça buharlaşma daha fazla olur.

Rüzgarlı havada buharlaşma fazla olduğundan çamaşırlar daha çabuk kurur.

Bir sıvı kapalı bir kabın içinde buharlaştığı zaman, meydana gelen buhar arttıkça, su moleküllerinin o kabın çeperlerine yaptıkları basınç da artar. Bu basınç kabın hacmi ile ilgili olduğu kadar, sıcaklığa da bağlıdır.

Buharlaşmaya Etki Eden Faktörler

Su yüzeyi ve ıslak yüzeylerde meydana gelen buharlaşma devamlı bir harekettir. Su yüzeyini terk eden su buharı miktarı, birim saha üzerindeki havanın özelliklerine (meteorolojik şartlar), suyun ve çevrenin özelliklerine göre değişim gösterir. Suda meydana gelen bu değişiklik bir enerji etkisiyle olmaktadır. 1 gram suyun buhar haline gelebilmesi için 539 – 597 kalorilik ısıya ihtiyaç vardır.

Buharlaşma; difüzyon, konveksiyon veya rüzgar tesiriyle meydana gelir. Havanın buhar basıncı, su sıcaklığına paralel olarak doymuş buhar basıncının altına düşünceye kadar difüzyon olayı devam eder. Su havadan daha sıcak olduğu zaman konveksiyon (dikey yönde hareket) hareketi başlar. Bu değerlendirmenin ışığı altında buharlaşmaya etki eden faktörleri aşağıdaki şekilde sıralayabiliriz.

1- Meteorolojik Faktörler 
Güneş radyasyonu, hava buhar basıncı, sıcaklık, basınç ve rüzgar buharlaşmayı etkileyen önemli meteorolojik faktörler arasındadır.

a) Güneş Radyasyonu :
Isının başlıca kaynağı güneşten gelen radyasyondur. Azalan veya artan ısı değişimleri, buharlaşma miktarı için önemli bir faktördür. Güneşten gelen enerji miktarı mevsime, günün saatine ve havanın bulutlu veya açık olmasına göre değişir.
Radyasyon enerjisi, aynı zamanda enlem, yükseklik ve yöne göre de değişiklik gösterir.

b- Hava Buhar Basıncı :

Buharlaşma, su yüzeyindeki buhar basıncı ile suyun üstündeki buhar basıncının arasındaki fark ile orantılıdır. Sudaki buhar basıncı (ew), havadaki buhar basıncından (ea) büyük olduğu müddetçe buharlaşma devam eder ve ew= ea olunca buharlaşma durur.Buna göre hava buhar basıncı arttıkça buharlaşma miktarı azalır.

c) Sıcaklık :
Doymuş buhar basıncı sıcaklığa bağlı olduğundan buharlaşma oranı, hava ve su sıcaklıklarından büyük miktarda etkilenir. Buharlaşmanın günlük ve yıllık değişmeleri, sıcaklığın günlük ve yıllık değişmelerine çok benzer.
Gün esnasında buharlaşma sabah saatlerinde minimum, öğleden sonra 1200-1500 saatleri arasında ise maksimum değerine ulaşır. Yine sıcaklıkla ilgili olarak buharlaşma soğuk mevsimde az, sıcak mevsimde fazladır.

d) Rüzgar :
Buharlaşmanın devam etmesi için difüzyon ve konveksiyon ile su buharının su yüzeyinden uzaklaşması gerekir. Bu durum havanın hareketi (rüzgar) ile mümkündür. Rüzgar hızı ne kadar fazla olursa buharlaşma o kadar fazla olur.

e) Basınç :
Hava basıncı arttıkça birim hacimdeki molekül sayısı artar ve sudan havaya sıçrayan moleküllerin hava moleküllerine çarpıp yeniden suya dönmeleri ihtimali yükselmiş olacağından buharlaşma azalır. Ancak bu etki diğerlerinin yanında önemsizdir. Yükseklikle basınç azaldığından, yüksek yerlerde buharlaşma fazlalaşır.

Coğrafik ve Topoğrafik Faktörler

Buharlaşma olayında buharlaşmanın gerçekleşeceği bölgenin, çoğrafik konumu ve güneşe karşı konumu önemli yer tutmaktadır.

a) Enlem:
Özellikle serbest su yüzeylerinden meydana gelen buharlaşma miktarının enlem derecelerine göre değişmekte olduğu tespit edilmiştir.
Enlem DerecesiOrtalama Buharlaşma mm/yıl)0°- 10° ( Ekvator Bölgesi )115010°- 30° ( Alize Bölgesinde )225030° – 40° arası160040° – 50° arası100050° – 60° arası450Tablo 1 : Serbest su yüzeyinde buharlaşma miktarının enlemlere göre değişimi

b- Yükseklik:
Diğer faktörler değişmediği taktirde yükseklik arttıkça buharlaşma miktarı artar.Çünkü yükseldikçe hava basıncı azalır.Diğer taraftan yükseldikçe havanın sıcaklığı azalacağından buharlaşma miktarı da azalır.Fakat bu azalma hava basıncından ileri gelen çoğalmayı telafi edemediğinden yükseldikçe buharlaşmanın az bir miktar arttığı kabul edilir.

c) Bakı:
Güneye ve Batıya bakan yamaçlardaki sular güneş ışınlarına daha çok maruz olduklarından buharlaşma Kuzey ve Doğuya bakan yamaçlara göre daha fazla olur.

Suyun Kalitesi ve Bulunduğu ortam

Su kütlesinin büyüklüğü, tuzluluk durumu, bulanıklılığı ve hareketliliği buharlaşma miktarı üzerinde etkilidir.

a) Su Kütlesinin Büyüklüğü:
Derin su kütleleri hava sıcaklığındaki değişimlere geç uyarlar. Bu sebeple derin sularda buharlaşma, sığ su kütlelerine göre yazın daha az, kışın daha çok olur.

b- Tuz Durumu:
Tuzlu sular, tatlı sulara göre daha az buharlaşır.Çünkü suda erimiş tuzlar buhar basıncını azaltır.

c) Kirlenme:
Durgun su yüzeyinde biriken yabancı maddeler toz veya yağ tabakaları, buharlaşma oranına olumsuz etki yapar.

d) Dalgalı ve hareket halindeki su:
Akan sulardaki buharlaşmanın durgun sulardaki buharlaşmadan %7 ile %9 oranında yüksek olduğu araştırmalarla bulunmuştur.

Buharlaşma miktarları direkt olarak aletlerle ölçülür veya ampirik formüller kullanılarak hesaplanır.Don mevsimi boyunca buharlaşma ölçüm aletlerinin kullanılamaması nedeniyle, bu mevsimdeki buharlaşma miktarlarının bulunmasında ampirik formüllerden faydalanılır. Çok sayıda ampirik formül bulunmasına rağmen, en çok kullanılan ampirik metotlar, Penman, Thornwait, Blaney-Crıddle, formülleridir.

Sponsorlu Bağlantılar

Buharlaşma rasatları ülkemizde sadece büyük klima istasyonlarında yapılmakta olup, gölgede ve açık su yüzeyinde olmak üzere iki şekilde ölçüm yapılmaktadır.

Hidrometeorolojik ve hidrolojik açıdan açık su yüzeyinde yapılan buharlaşma ölçümleri önemli olduğu için bu çalışmamızda serbest su yüzeylerinden buharlaşma konusu incelenecektir. Açık su yüzeyindeki buharlaşma miktarı ölçümünde, bu rasadı yapan istasyonlarımızın tümünde Class A Pan tipi yuvarlak buharlaşma havuzları kullanılmaktadır.
Galvaniz sac veya paslanmaz çelikten yapılmış, silindir biçimindeki yuvarlak buharlaşma havuzlarıdır.Çapları 112.9 cm veya 120.7 cm olup, 25.4 cm derinliğe sahiptirler.

Buharlaşma havuzları rasat parklarının yağış, rüzgar ve güneş almaya müsait yerlerine kurulur.

Buharlaşmaya Örnekler

Sabit basınç altında her sıcaklıkta buharlaşma meydana gelebilir.
Kışın dışarıya ıslak çamaşırları astığımızdabuharlaşma meydana gelir.
Buharlaşma olayında çevreden ısı alınır. Örneğin buzdolabında özel bir sıvıgaz haline geçerken çevresinden ısı alır. Böylece soğutma işlemi gerçekleşmiş olur.
Terleyen insanın bir süre sonra üşümesi de bu şekildedir.Ter damlacıkları vücudun ısısını alarak buharlaştığı için terleyen insan ısı kaybederek üşür.

Buharlaşma ve Yoğunlaşma (Yoğuşma) Kısa Bilgiler

  •  Yeterince ısınan sıvı maddelerin gaz haline geçmesine buharlaşma denir.
  •  Buharlaşma her sıcaklık derecesinde gerçekleşir.Bundan dolayı buharlaşma derecesi yoktur.
  •  Islak maddelerin kuruması; bu maddedeki suyun buharlaşarak uzaklaşması sonucunda olur.
  •  Buharlaşma sırasında gerekli ısıyı veren madde ısı kaybeder;soğur.
  •  Karpuz dilimi bir süre dışarıda bekletilirse yüzeyi soğur.
  •  Suyu sızdıran testiler suyu soğuk tutar.

Buharlaşmayı Hızlandıran Etkenler

  •  Sıcaklığın artması
  •  Yüzeyin büyümesi
  •  Basıncın azalması
  •  Havanın rüzgarlı olması
  •  Havanın kuru olması