वाष्पीकरण: परिभाषा और अनुमान
वाष्पीकरण की परिभाषा और अनुमान के बारे में जानने के लिए इस लेख को पढ़ें।
परिभाषा:
वाष्पीकरण वह प्रक्रिया है जिसके दौरान ऊष्मा या ठोस अवस्था से पानी को ऊष्मा के हस्तांतरण के माध्यम से वाष्प में बदल दिया जाता है। पानी के वाष्पीकरण की प्रक्रिया हाइड्रोलॉजिकल चक्र के बुनियादी घटकों में से एक है और इसमें वह चरण शामिल है जिसमें पृथ्वी की सतह तक पहुंचने वाली वर्षा वाष्प के रूप में वायुमंडल में वापस आ जाती है।
वाष्पीकरण प्रक्रियाओं के तीन प्रकार हैं, अर्थात्:
मैं। मुक्त पानी की सतहों से वाष्पीकरण (उदाहरण के लिए, जलाशय, जलधाराएँ और तालाब और झीलें);
ii। भूमि की सतहों से वाष्पीकरण; तथा
iii। वनस्पति आवरण से वाष्पीकरण (अर्थात। वाष्पोत्सर्जन)।
वाष्पीकरण एक प्रसार की प्रक्रिया है जिसमें वाष्प को पृथ्वी पर प्राकृतिक सतहों से वायुमंडल में स्थानांतरित किया जाता है। वाष्पीकरण होने के लिए दो आवश्यक आवश्यकताएं हैं।
वो हैं:
मैं। पानी को वाष्पित करने के लिए ऊष्मा ऊर्जा के स्रोत की उपलब्धता। वाष्पीकरण के लिए, जहां से वाष्पीकरण हो रहा है, वहां की सतह के बावजूद, 20 डिग्री सेल्सियस पर वाष्पित होने वाले पानी के प्रति लीटर 590 कैलोरी का विनिमय आवश्यक है। ऊष्मा ऊर्जा का स्रोत या तो सौर विकिरण से हो सकता है या सतह पर बहने वाली हवा से या अंतर्निहित सतह से।
ii। वाष्पित सतह और आसपास की हवा के बीच वाष्प सांद्रता प्रवणता का अस्तित्व। वाष्पीकरण केवल तभी हो सकता है जब वाष्पीकृत सतह पर वाष्प सांद्रता अधिक से अधिक हवा में मौजूद से अधिक हो।
मुक्त जल की सतह से वाष्पीकरण का अनुमान:
पानी से वाष्प की स्थिति में परिवर्तन तब होता है जब जल निकाय में कुछ अणु ऊपर हवा तक पहुँचने के लिए पर्याप्त गतिज ऊर्जा प्राप्त करते हैं। पानी की सतह के माध्यम से अणुओं (जलीय वाष्प) की यह गति एक दबाव पैदा करती है और इसे वाष्प दबाव कहा जाता है।
जल निकाय से निकलने वाले कुछ अणु पानी में वापस गिर जाते हैं क्योंकि जलीय वाष्प संघनित हो जाता है। इस प्रकार, पानी की सतह में वाष्पीकरण और संघनन निरंतर प्रक्रियाएं हैं। जब वाष्प के रूप में जल शरीर को छोड़ने वाले अणुओं की संख्या संक्षेपण स्थिति के बाद वापस आने वाली संख्या के बराबर होती है, तो संतृप्ति स्थिति तक पहुंचने के लिए कहा जाता है।
यह भागने वाले अणुओं द्वारा लगाए गए दबाव और आसपास के वातावरण के दबाव के बीच संतुलन की स्थिति को इंगित करता है। इस प्रकार यह स्पष्ट है कि यदि पानी की सतह के ऊपर का स्थान संतृप्त नहीं है तो वाष्पीकरण संघनन से अधिक होगा। संक्षेप में, वाष्पीकरण पानी के शरीर के वाष्प दबाव और ऊपर हवा के वाष्प दबाव के बीच अंतर का एक कार्य है।
डाल्टन (1802 में) ने दिखाया कि दिए गए शर्तों के तहत:
ई α (ई एस - ई डी )
या E = (e s - e d ) s
जहां ई वाष्पीकरण है
ई s वाष्पीकृत सतह के तापमान पर वाष्प दाब है (मिमी Hg)
ई डी संतृप्ति वाष्प का दबाव ओस बिंदु तापमान (मिमी एचजी) पर है।
और and एक पवन कारक है।
वाष्पीकरण के आकलन के लिए कई अनुभवजन्य समीकरण डाल्टन के कानून के आधार पर विकसित किए गए हैं। उनमें से कुछ नीचे उल्लिखित हैं। (यह ध्यान दिया जा सकता है कि ये समीकरण एफपीएस इकाइयों में हैं)।
(i) मेयर का फॉर्मूला (1915 में विकसित):
E = c (e s - e d ) s
जहां ई प्रति माह 30 दिनों में इंच में वाष्पीकरण की दर है
c बड़े गहरे जल निकायों के लिए एक निरंतर = 11 है, और
छोटे उथले जल निकायों के लिए = 15
ई एस एचजी के इंच में अधिकतम वाष्प दबाव है।
(i) छोटे और उथले जल निकायों के लिए मासिक औसत वायु तापमान के अनुरूप, और
(ii) बड़े और गहरे जल निकायों के लिए पानी के तापमान के अनुरूप।
ई डी एचजी के इंच में हवा में वास्तविक वाष्प दबाव है।
(i) छोटे और उथले जल निकायों के लिए मासिक औसत वायु तापमान और सापेक्ष आर्द्रता पर आधारित है, और
(ii) बड़े और गहरे जल निकायों के लिए पानी की सतह के बारे में ३० फीट ऊपर की जानकारी के आधार पर।
Ѱ एक पवन कारक है = (1 + 0.1 factor)
30 पानी की सतह से लगभग 30 फीट ऊपर mph में मासिक औसत हवा का वेग है।
(ii) रोहोर फॉर्मूला (1931 में विकसित):
E = 0.771 (1.465 - 0.0186 B) ((e s - e d )
उन्होंने वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव पर विचार किया और एक कारक पेश किया (1.465 - 0.0186 बी)
उपरोक्त समीकरण में
+ = 0.44 + 0.118 +
इस समीकरण में
ई प्रति दिन इंच में वाष्पीकरण की दर है।
B का मतलब 32 ° F पर पारा के इंच (Hg) में बैरोमीटर का पठन है।
ई एस एचजी के इंच में अधिकतम वाष्प दबाव है।
ई डी मासिक वातविक गति के आधार पर हवा में वाष्प का वास्तविक दबाव है, और एचजी के इंच में सापेक्ष आर्द्रता है।
। mph में मासिक औसत पवन वेग है।
(iii) क्रिस्टियनन फॉर्मूला (यह मीट्रिक इकाइयाँ हैं):
ई पी = 0.473 आर सी। टी । C w सी। एस । सी ई । सी। एम
जहां E p मिमी में वाष्पीकरण हानि है
R मिमी में अतिरिक्त-स्थलीय विकिरण है (R का मान अक्षांश के साथ और महीने दर महीने बदलता रहता है)।
C m महीने के लिए वाष्पीकरण का प्रतिनिधित्व करने के लिए गुणांक है।
सी टी, सी डब्ल्यू, सी एच, सी एस और सी ई तापमान, पवन वेग, सापेक्ष आर्द्रता, प्रतिशत संभव धूप और ऊंचाई के लिए गुणांक हैं जो सभी ई पी के समान इकाइयों में व्यक्त किए गए हैं। विभिन्न गुणांक के मूल्यों की गणना के लिए ईसाईयों ने अलग-अलग भाव दिए। अध्ययन के दायरे में अभिव्यक्तियाँ जटिल हैं, एक नहीं।
अनुभवजन्य समीकरणों की सीमाएं:
उपरोक्त समीकरण निम्नलिखित सीमाओं से ग्रस्त हैं:
(i) इन समीकरणों का अनुप्रयोग कठिन है क्योंकि वांछित स्थानों पर उनके समाधान के लिए आवश्यक जानकारी प्राप्त करना संभव नहीं है।
(ii) उपयोग की जाने वाली अधिकांश मात्रा मासिक औसत के आधार पर औसत मूल्य हैं जबकि व्यवहार में वाष्पीकरण अलग-अलग समय पर वास्तविक स्थिति पर निर्भर करता है।
मृदा सतहों से वाष्पीकरण:
मिट्टी की सतहों से वाष्पीकरण के यांत्रिकी पानी के सतहों से वाष्पीकरण के लिए मनाया जाने वाले सिद्धांत के समान है। इसके अलावा, मिट्टी से जल वाष्प के बचने वाले अणुओं को पानी के लिए मिट्टी के कणों के आकर्षण के कारण प्रतिरोध को दूर करना होगा।
समान कारक जो मुक्त पानी की सतह से वाष्पीकरण को प्रभावित करते हैं, भूमि की सतह से वाष्पीकरण को भी प्रभावित करते हैं, हालांकि, जो अंतर मौजूद है वह भूमि की सतह के गीलेपन की डिग्री के कारण है। संतृप्त मिट्टी से वाष्पीकरण की दर लगभग मुक्त पानी की सतह से वाष्पीकरण की दर के समान है।
जब सतह की मिट्टी की नमी कम हो जाती है, तो वाष्पीकरण द्वारा नमी का नुकसान कम हो जाता है और जब यह वाष्पीकरण काफी कम हो जाता है तो व्यावहारिक रूप से बंद हो जाता है। यह देखा जाता है कि मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण तब तक जारी रहेगा जब तक कि उथली सतह मिट्टी की परत मिट्टी के लिए 10 सेमी और रेतीली मिट्टी के लिए 20 सेमी नम रहती है। मिट्टी की सतह से वाष्पीकरण को लिसीमीटर द्वारा मापा जा सकता है।
