Su, güneş radyasyonunun etkisi altında diğer ısıtma biçimlerine göre daha hızlı buharlaşır.
Peki neden?
Araştırmacılar şimdi bu soruyu açıklığa kavuşturdular. Suçlunun sadece ısı olmadığını, aynı zamanda güneş ışığının salınımlı elektrik alanı olduğunu da gösteriyorlar. Tüm su molekülü gruplarının suyun yüzeyinden ayrılmasına ve buharlaşmasına neden olur. Bu özellikle etkilidir ve suyun örneğin kaynama sırasında olduğundan daha hızlı buharlaşmasını sağlar.
Su üç halde bulunur: buz olarak donmuş, sıvı su olarak ve gaz halinde su buharı olarak. Sıcaklık, basınç ve enerjinin etkisi su moleküllerinin halini ve faz geçişlerini belirler. Bu, örneğin buz küpleri oda sıcaklığında eridiğinde veya tüm su buharlaşana kadar ocakta bir tencere suyu ısıttığımızda görülebilir.
Benzer bir şey, güneş ışığı okyanusların, nehirlerin veya göllerin su yüzeylerine çarptığında da gerçekleşir. Bitkiler, hayvanlar ve toprak da terleme yoluyla havaya su buharı salar. Dünya suyunun bir kısmı buharlaşır, bulutlar halinde atmosferde toplanır, soğur, tekrar sıvı veya katı hale gelir ve sonunda yağış olarak Dünya’ya geri döner. Bu, suyun madde hallerinin sürekli değiştiği bir su döngüsü yaratır.
Güneş ışığının bir süper gücü olarak elektrik alanı
Ancak garip olan şey, güneş ışığıyla aydınlatılan suyun, diğer yollarla ısıtılan sudan daha hızlı buharlaşmasıdır. “Güneş, suyu olağanüstü bir şekilde buharlaştırır; örneğin, sobanın üzerinde su ısıtmaktan daha verimlidir,” diyor North Carolina State Üniversitesi’nden Saqlain Raza. Peki güneş ışığının hangi özellikleri bu süper güçten sorumludur?
“Işık, kısmen salınan bir elektrik alanından oluşan elektromanyetik bir dalgadır,” diye açıklıyor Raza’nın meslektaşı Jun Liu. “Bu alan mevcut olduğunda, su çok hızlı buharlaşır. Ve elektrik alanı ne kadar güçlüyse, bu o kadar hızlı gerçekleşir.” Dolayısıyla, Liu ve Raza’nın ekibinin bilgisayar simülasyonlarının yardımıyla keşfettiği gibi, suyun faz geçişi için ısıtmadan bağımsız olarak enerji sağlayan şey güneş ışığının bu elektrik alanıdır. Güneş ışığından gelen ısı da buharlaşmaya katkıda bulunsa da, tek başına bu kadar güçlü bir emisyona neden olmazdı.
Su molekülleri gruplar halinde buharlaşır
Peki bu olay ışığı alanı su moleküllerini tam olarak nasıl etkiliyor? Liu, “Güneş ışığının salınımlı elektrik alanının su kümelerini koparmada özellikle iyi olduğunu bulduk” diyor. Su kümeleri, birbirine bağlı ancak su yüzeyinde bir bileşik olarak sıvı suyun geri kalanından ayrılabilen birkaç su molekülünden oluşan gruplardır.
Güneş ışığının elektrik alanı su moleküllerinin titreşmesine ve dönmesine neden olur, böylece büyük kümelerin daha küçük kümelere parçalanmasını ve ardından ayrılmalarını kolaylaştırır. Sıvı su yapısından böyle bir molekül grubunu çıkarmak, tek bir molekülü koparmakla aynı miktarda ışık enerjisi tüketir. Ancak aynı enerji harcamasıyla daha fazla su molekülü aynı anda buhar fazına girer ve buharlaşma hızı artar.
“Bu olguya fotomoleküler etki denir,” diye açıklıyor ekip. Güneşin suyu su yüzeylerinden ayırma ve buharlaştırmada bu kadar etkili olmasını sağlayan şey budur.
Kaynak: Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi
Bir yanıt yazın