لماذا يرافق عمليات التبخير شعور بالبرودة؟

يُعتبر التبخير عملية ماصة للحرارة، بعكس عملية التكاثف الناشرة للحرارة، وقد تتساءل لماذا يرافق عمليات التبخير شعور بالبرودة؟

حيث يتبخر السائل من الأسطح ليزيد من تأثير البرودة. إن لمختلف السوائل تأثير تبريد ناتج عن التبخير ( أو ما يُعرف بالتبريد التبخيري) بدرجات مختلفة. على سبيل المثال، يتميز الكحول بتأثير تبريدي للتبخر أكثر من الماء. يتبخر الكحول بسرعة أكبر نسبيًا من الماء، لذلك يصنفه العلماء على أنه سائل “متطاير”. ألم تشعر مسبقًا ببرودة بعد رش الكحول على جلدك؟! هذا ما يفسر البرودة التي نشعر بها بعد وضع الكحول على جلدنا، ولكن بغض النظر عن نوع السائل، فإنها تتبع نفس مبدأ التبريد التبخيري. تحوي المادة في حالتها السائلة، سواء كانت ماء أو كحول، على محتوى حراري معين، وهو أمر أساسي في هذه العملية.

عندما يتبخر السائل، تتحول جزيئاته من الطور السائل إلى طور البخار وتهرب من السطح. تثير الحرارة هذه العملية. لكي يترك الجزيء السطح السائل ويهرب كبخار، يجب أن يأخذ الطاقة الحرارية معه. تأتي هذه الحرارة من السطح الذي تبخرت منه.  نظرًا لأن الجزيء يسخن مع السطح أثناء مغادرته، فإن هذا له تأثير تبريد على السطح الذي تبخر منه. هذا يجعل من السهل فهم مبدأ التبريد التبخيري.

مثال على التبريد التبخيري هو التعرق البشري. لدينا مسام في جلدنا يخرج منها الماء السائل الداخلي إلى سطح جلدنا ويتحول إلى بخار الماء في الهواء. في أثناء حدوث ذلك، يبرد سطح الجلد. لذلك يحدث التعرق باستمرار تقريبًا.  لكن عندما نتعرض لبيئة أكثر سخونة مما هو مريح لنا، تزداد درجة التعرق أو التبخير. ويترتب على ذلك زيادة تأثير التبريد. كلما زادت جزيئات الماء التي تهرب من المرحلة السائلة من سطح الجلد ومن مسامنا، كلما زاد شعورنا بالبرودة. نؤكد مرةً أخرى، أن الشعور بالبرودة يرافق عملية التبخير؛ لأن الجزيئات السائلة، عندما تهرب وتتحول إلى بخار، تتطلب حرارة وبالتالي تأخذها معها. لذلك تشعر بالبرودة عندما ينشف (أو يتبخر) عرقك.

أيضًا تستفيد النباتات من البرودة الناتجة عن التبخير، من خلال عملية النتح. “تشرب” الجذور النباتية المياه من التربة وتنقلها عبر الساق إلى الأوراق. أوراق النبات لها هياكل تسمى الثغور. هذه هي المسام التي يمكنك التفكير فيها على أنها قابلة للمقارنة مع المسام في بشرتنا.

واحدة من الوظائف الرئيسية لهذه العملية في النباتات هي نقل المياه التي تحتاجها الأنسجة النباتية في أجزاء أخرى من النبات إلى جانب الجذور.  لكن تأثير التبريد التبخيري هذا يفيد النبات أيضًا. لأنه يحافظ على النبات – الذي قد يتعرض بشكلٍ كبير لأشعة الشمس المباشرة – من ارتفاع درجة الحرارة. وهذا يفسر أيضًا لماذا، إذا دخلنا منطقة غابات في يومٍ حار، نشعر بالبرد أكثر من أي مكان آخر. جزء من ذلك يعود إلى الظل، ولكن يعود جزء آخر أيضًا إلى تأثير التبريد التبخيري من الأشجار بسبب عملية النتح.

وتزيد الرياح من تأثير التبريد التبخيري، وهذا شيء مألوف بالنسبة لنا. يمكن لأي شخص كان يسبح ويخرج من الماء إلى بيئة هادئة، مقارنةً ببيئة عاصفة، أن يشهد على أنه يشعر بالبرودة في الرياح. تزيد الرياح من معدل تبخير الماء السائل من سطح جلدنا وتسريع الكمية التي يتم تحويلها إلى بخار.