و استرطابية هو ملك يمتلك من بعض المواد تمتص جزيئات الماء أو طرد أو من البيئة المحيطة. مادة استرطابية لديها القدرة على امتصاص (أو طرد) بخار الماء من الهواء المحيط بها ، حتى يتم الوصول إلى رطوبة توازن معينة أو حتى تصبح المادة مشبعة.
كل مادة لها رطوبة توازن مميزة. عندما تتمتع البيئة بهذه الدرجة من الرطوبة ، فإن السرعة التي تلتقط بها المادة جزيئات الماء البيئية تساوي عدد الجزيئات المنبعثة.
الشكل 1. يعتبر هلام السيليكا مادة استرطابية. المصدر: Pixabay.
من جانبها ، ترجع رطوبة الهواء إلى بخار الماء في الغلاف الجوي الناتج عن التبخر من مصادر مختلفة مثل البحر والأنهار والمياه في الأرض وتنفس ونتح النباتات والحيوانات ، من بين مصادر أخرى.
تعتمد كمية جزيئات البخار المحتجزة في الهواء على درجة حرارة الهواء. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زاد احتباس جزيئات الماء في الهواء. ولكن إذا كانت الرطوبة المحيطة أعلى من رطوبة التوازن لمادة معينة ، فإن المادة ستلتقط جزيئات الماء من البيئة.
تُستخدم المواد والمواد التي لها توازن رطوبة منخفضة كمجففات للغرفة ، وهذا هو حال هلام السيليكا الموضح في الشكل 1 وكلوريد الكالسيوم.
مواد استرطابية
المواد التي تلتقط بخار الماء من الهواء أو السائل المحيط بها هي مواد استرطابية وتستخدم كمجففات بيئية كما قلنا.
بالنسبة لآلية عمل المواد المسترطبة ، هناك نوعان أساسيان:
- جزيئات الماء محاصرة في التركيب البلوري للمادة دون أن تتفاعل معها كيميائياً.
- يحدث تفاعل كيميائي بين جزيئات الماء والمادة المعنية.
في الحالة الأولى توجد كبريتات الصوديوم ، بينما في الحالة الثانية توجد معادن وهيدرات قلوية تتفاعل بقوة مع الماء.
المواد أو المواد الاسترطابية الأخرى هي:
-ورقة
- ألياف قطنية
-خشب
-السكر
-عسل
- بعض الكحوليات مثل الإيثانول والميثانول
- المبيعات مثل هيدروكسيد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم وكلوريد الصوديوم.
تميل بعض المواد المسترطبة إلى الذوبان في الماء الذي تمتصه ، مثل الأملاح أو السكر أو العسل. تسمى المادة التي تذوب في الماء المأخوذ من تلقاء نفسها مادة مائلة.
معامل التمدد الاسترطابي
يمكن أن تتمدد المواد أو المواد التي تحبس الرطوبة ، مما يسبب ضغوطًا أو إجهادًا على المواد المحيطة. هذه هي حالة البطاريات القديمة التي تلتقط الرطوبة المحيطة ، وتوسع وتفجر عبواتها.
تحدث حالة أخرى مماثلة مع أغلفة الكتب المصفحة ، والتي تتكون من وجه من الورق المقوى يمتص الرطوبة ، في حين أن الفيلم البلاستيكي لا يفعل ذلك. في بيئة شديدة الرطوبة ، يمتص الورق المقوى الماء ويتمدد ، مما يؤدي إلى ارتخاء الغطاء إلى الخارج.
تم استخدام الخاصية الموصوفة في الفقرة السابقة ، المتمثلة في التوسيع التفاضلي عن طريق ترطيب مادتين مختلفتين ، في بناء أدوات لقياس الرطوبة البيئية ، مثل مقياس الرطوبة.
الرطوبة
مقياس الرطوبة هو الأداة المستخدمة لقياس الرطوبة المحيطة. تقوم الأدوات المصممة لهذا الغرض بإجراء قياس غير مباشر للرطوبة المحيطة.
على سبيل المثال ، قد يكون اختلافًا ميكانيكيًا بسبب امتصاص المادة للرطوبة التي تعمل كمستشعر.
الشكل 2. مقياس رطوبة الملف اللولبي الثنائي (معدن - ورق مشرب بالملح). المصدر: ويكيميديا كومنز.
قد تتغير السعة الكهربائية لوحين معدنيين مفصولين عن طريق الهواء بشكل طفيف بسبب التغيرات في الرطوبة في البيئة.
يمكن أيضًا أن تكون المقاومة الكهربائية لبعض المواد حساسة للتغيرات في الرطوبة المحيطة. هذه الخصائص هي التي تستخدم كأجهزة استشعار للرطوبة.
هناك نوع معين من مقياس الرطوبة يسمى مقياس رطوبة الجو الذي يحسب الرطوبة على أساس الاختلاف في درجة حرارة مقياسين للحرارة: أحدهما بالبصلة الجافة والآخر بالبصلة الرطبة.
ر
يقيس مقياس الرطوبة عمومًا الرطوبة النسبية للهواء. يتم تعريف هذا على أنه الحاصل بين رطوبة الهواء مقسومًا على رطوبة الهواء المشبع ومضروبًا في 100. لذلك ، يتم التعبير عن الرطوبة النسبية بسهولة كنسبة مئوية.
الصيغة التي تسمح بتحديد الرطوبة النسبية هي كما يلي:
في هذا التعبير Pv هو ضغط البخار و Pvs هو ضغط بخار التشبع.
للتأكد من أن الهواء مشبع ببخار الماء ، يتم البحث عن نقطة الندى. يتكون هذا من خفض درجة الحرارة إلى درجة لا يسمح فيها الهواء بدخول المزيد من بخار الماء ويبدأ في التكثيف على الأشياء الباردة مثل المعادن والزجاج.
قياس الرطوبة عند نقطة الندى هو 100٪ على مقياس الرطوبة النسبية.
الرطوبة النوعية
كمية أخرى مفيدة للغاية هي الرطوبة المحددة. يتم تعريفه على أنه عدد جرامات بخار الماء لكل 1000 جرام من الهواء الرطب ويتم استخدام العلاقة التالية لتحديده:
- مثال 2 (تجربة منزلية)
التجربة التالية هي عرض عملي ومرئي لرطوبة الخشب ، أي قدرته على امتصاص الماء وإنتاج التمدد والقوى.
خذ خمسة أعواد أسنان خشبية وقسمها إلى نصفين ، لكن دون فصلها تمامًا. ثم يتم ترتيبها في دائرة مثل الدائرة الموضحة في الشكل التالي:
الشكل 3. الترتيب الأولي لأعواد الأسنان الجافة والمكسورة في مركزها. المصدر: raulexperimentos.blogspot.com
يتم وضع قطرة ماء في المركز. بمجرد أن تسقط قطرة الماء في وسط ترتيب العصي الخشبية ، فإنها تميل إلى التوسع بسبب امتصاص الماء (لا ينبغي الخلط بينه وبين الامتصاص) من خلال ألياف الخشب.
في وقت قصير يبدو أن الخشب قد عاد إلى الحياة بسبب تمدده التدريجي وبعد حوالي دقيقة واحدة ، تظهر النتيجة كما هو موضح في الشكل التالي.
الشكل 4. التخلص النهائي من المسواك بسبب امتصاص الرطوبة. المصدر: raulexperimentos.blogspot.com
المراجع
- دراسة حيوية. 2 مفاتيح من الخامات الطبيعية. استرطابية وانتشار البخار. تم الاسترجاع من: mirencaballerobioestudio.com
- تجارب راول. الخشب وتباين الخواص والرطوبة: يولد نجم. تم الاسترجاع من: raulexperimentos.blogspot.com
- هذا. استرطابية / سلوك مفاجئ. تم الاسترجاع من: tis-gdv.de
- ويكيبيديا. رطوبة. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.com
- ويكيبيديا. استرطابية. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.com
- ويكيبيديا. الرطوبة المطلقة. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.com
- ويكيبيديا. رطوبة الجو. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.com
- ويكيبيديا. ر. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.com
- ويكيبيديا. استرطاب. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.com