BUHAR

BUHAR, Alm. Dampf(m.), Fr. Vapeur (f.), İng. Vapor.
Bir maddenin, sıvı halinden vc bazı maddelerin ise katı
halinden sonra geçtikleri gaz hali. Sıvı halinden gaz haline geçmeye buharlaşma, katı halinden gaz haline
geçmeye ise süblimleşme denir. Meselâ karbondioksitin
katı hali olan kurubuz normal atmosferik şartlarda eriyip
sıvı haline geçmeden hemen gaz haline geçer. Buharlaşma
olayı her sıcaklıkta cereyân edebilir ÇUnkü sıvı
yüzeyinde bulunan sıvı molekülleri her an gaz molekülü
gibi serbest hale geçebilir. Dâima hareketli olan gaz
molekülleri sıvının yüzüne çarparak tekrar sıvı hâline
geçebilir. Zamanla gaz haline geçen moleküllerle, tekrar
sıvı haline geçen moleküller birbirini dengeler duruma
gelirler. Bu durumda mevcut olan buhar, doymuş
buhar olarak adlandırılır. Buharlaşma ve buna ait çeşitli
özellikleri de inceleyen bir bilim dalı olan termodinamik
kaidelerine göre buharlaşma çeşitli grafiklerle ifade edilir.
Çünkü buhar, basınç, sıcaklık, hacim ve daha pek
çok termodinamik faktörün tesiriyle hal değişimine
uğramaktadır. Kritik sıcaklığın altındaki sâbit bir sıcaklıkta
belirli bir kaptaki buhar sıkıştırılırsa, basınç belirli
bir değere geldiğinde buhar sıvı hale geçmeye başlar. Bu
anda buharın belirli bir hacmi vardır. Bu basınca buharın
o sıcaklıktaki doyma basıncı, hacme ise doyma
hacmi denir. Sıkıştırmaya devam edilirse, basınç ve
sıcaklık sabit kalır. Bu durumda sıvı ve buhar birlikte
karışım halinde bulunur. Ve tamamen sıvılaşmcaya
kadar devam eder. Son buhar zerrelerinin de sıvılaştığı
andaki hacim doymuş sıvı hacmidir. Bu işlem değişik
sıcaklıklar sabit tutulmak suretiyle tekrarlanırsa, her
sıvı için doymuş buhar ve doymuş sıvı hacimlerinin
oluşturduğu çan şeklinde bir doyma eğrisi elde edilir. Bu
eğrinin altında kalan alandaki noktalann (basınç, sıcaklık
ve hacim olarak) ifade ettiği özellikleri haiz madde
dâima bir sıvı-buhar karışımından ibarettir. Sağ taraftaki
özelliklere haiz olanlar ise kızgın buhar olarak
adlandırılır. Eğrinin üzerindeki noktalar ise doymuş
sıvı ve buhara ait özellikleri ifade eder. Kritik sıcaklığın
üzerindeki sabit bir sıcaklıkta buhar ne kadar sıkıştırılırsa
sıkıştırılsın hiçbir zaman sıvılaşma olmaz. Burada
buhar ideal bir gaz gibi düşünülebilir. Her maddenin
kendine has bir kritik sıcaklığı vardır. Meselâ suyun
kritik sıcaklığı 374°C’dir.
Atmosfere açık serbest yüzeyi olan sıvılarda daima
buharlaşma meydana gelir. Çünkü her sıcaklıkta belirli
bir buharlaşma basıncı vardır. Bu basınç doymuş buharın
o sıcaklıktaki basıncına eşit olmaktadır. Yüzeyde
meydana gelen buharın basıncı sıvının buharlaşma
basıncına eşit olduğu zaman buharlaşma durur. Ve doymuş
buhar meydana gelir. Buharlaşma basıncı açık
yüzey üzerindeki buhar veya hava basıncına eşit olunca
kaynama hadisesi meydana gelir. Kaynama olmadan
meydana gelen buharlaşma tamamen açık yüzeye
bağlıdır.
Açık yüzeyi olmayan kapalı sıvılarda normal buharlaşma
hadisesi meydana gelmez. Buharlaşma kaynama
neticesinde olur. Ve kaynama sıvının herhangi bir noktasında
meydana gelebilir. Bunun için ise sıvının o nakta
sın d ak i basıncın o s ıc ak lık tak i b u h a rla şm a
basıncından az olması gerekir. Meselâ oda sıcaklığında
suyun buharlaşma basına 0,02 atmosfer kadardır.
Kapalı bir kaptaki suyun basıncı, sıcaklık oda sıcaklığında
(20°C) tutulmak üzere bu basınca indirilirse kaynamaya
başlar. Buharlaşma tamamlanıncaya kadar sıcaklık sabit kalır. Suyun atmosfer basıncında buharlaşma
sıcaklığının, İOO^C olduğu, herkes tarafından bilinmektedir.
Bu da aynı prensibin neticesidir.
Buharlaşma cereyan ederken gaz haline geçen moleküller
çevreden ısı alırlar. Dolayısıyle çevreyi soğuturlar.
Yazın sıcak havalarda etrafı ıslattığımızda serinlik
olması, suyun buharlaşırken çevreden ısı almasından
ileri gelir. Bu ısıyı ifade etmek için buharlaşma ısısı tarif
edilmiştir. Bu, atmosfer basıncında bir kg. sıvının
buharlaşırken çevreden aldığı ısının miktarıdır. Meselâ
suyun buharlaşma ısısı 539 kcal/kg (1 atm basınç,
100°C sıcaklıkta), alkolün 210 kcal/kg, civanın 68
kcal/kg vb.’dir.