ماذا يحدث عند تجميد معظم السوائل

عند تجميد معظم السوائل فإنها تخضع إلى

الانكماش الحراري أو التمدد الحراري .

نقطة تجمد المادة هي درجة الحرارة التي تتجمد عندها المادة، التجميد هو عملية تحويل السائل إلى مادة صلبة عند تجميد معظم السوائل تخضع إلى الانكماش الحراري أو التمدد الحراري وهو لإزالة الحرارة ومن أبرز الأمثلة على التجميد هو ما يحدث نتيجة للطقس.[1]

التجميد يعتر عملية تحويل مادة سائلة تتحول لمادة صلبة، وحتى يتم تجميد مادة معينة ، فيجب إزالة الحرارة منها، فحين تتم إزالة الحرارة من هذه المادة السائلة ، فهي تفقد الجسيمات المتواجدة في داخلها كل الطاقة وتتباطأ، وقد يتسبب هذا في تقريب الجسيمات من بعضها البعض حتى تتكون المادة الصلبة، وتعد نقطة تجمد المادة هي درجة الحرارة التي تتجمد فيها المادة أو التي تتحول إلى مادة صلبة، ومن خلال نقاط الانصهار ، يمكن قياس نقاط التجمد بالدرجات فهرنهايت أو من خلال درجة مئوية، وعلى سبيل المثال ، درجة تجمد كحول الأيزوبروبيل هي -128.2 درجة فهرنهايت أو -89 درجة مئوية.

التغييرات التي تحدث عند التجميد

• التغيرات الفيزيائية.
• عملية الذوبان.

يتواجد نوعان من التغييرات التي يمكن أن تخضع لها المادة، ويعتبر التغيير الكيميائي هو بمثابة تغيير ينتج عنه مادة جديدة تمامًا بخصائص جديدة، التغيير الفيزيائي يعد هو تغيير في مادة يغير كيف تظهر المادة ، لكنه لا يقوم بتغيير التركيب الكيميائي للمادة نفسها، وقد يتغير الهيكل المادي للمادة فقط خلال التغيير المادي ، لكن المادة محتفظة بكل خصائصها وخصائصها الفريدة والمميزة، فعلى سبيل المثال ، إذا تم إسقاط إناء زجاجي وتحطمت إلى عدة قطع أصغر ، فإن الزجاج لا يزال هو ذات المادة، ومع هذا ، فقد تغير شطل ومظهر الزجاج ، لهذا حدث تغيير مادي، ومثال آخر على التغيير الجسدي يتم حين يذوب السكر في كوب من الشاي، فعلى الرغم من أن الشاي أصبح الآن أكثر حلاوة ، إلا أن المادتين لا تزالان تحتفظان بخصائصهما الأصلية، فقد تشتمل التغييرات الجسدية المعروفة التغييرات في حالات المادة مثل هذه التي تظهر خلال عملية إذابة السكر في الشاي، ويشتمل ذلك أيضًا عملية الصهر وعملية التجميد.

الذوبان يعتبر عملية

تحويل المادة صلبة إلى سائل

، وفي خلال عملية الذوبان ، تزيد الحرارة إلى مادة معينة ، مما يرفع من كمية الطاقة داخل الجسيمات المتوفرة داخل المادة، وحين تكتسب الجسيمات الطاقة ، فإنها تتفكك وتنتشر من الأخرى حتى تكمل المرحلة من مادة صلبة إلى سائلة، فنقطة انصهار المادة تعد درجة الحرارة التي تذوب عندها المادة، وقطة الانصهار لكل مادة غير الاخرى، يمكن قياس نقاط الانصهار إما بالدرجات فهرنهايت أو درجة مئوية. على سبيل المثال ، تبلغ درجة انصهار الحديد 2800 درجة فهرنهايت أو 1538 درجة مئوية.

ما هي نقطة تجميد الماء

تعرف نقطة التجمد لأي مادة نقطة انتقال السائل إلى الصلب فيمكن تبريد السوائل بصورة فائقة إلى ما بعد نقاط التجمد بحيث لا تتصلب حتى أقل من درجة التجمد، فنقطة تجمد الماء هي صفر درجة مئوية أو 32 درجة فهرنهايت.

قد تقل درجة الحرارة في حالة حدوث التبريد الفائق، فإذا كانت هناك شوائب متوفرة داخل الماء والتي قد تؤدي للضغط في نقطة التجمد.

رفع نقطة التجمد

نقطة التجمد الخاصة بالماء هي صفر درجة مئوية أو 32 درجة فهرنهايت. بدلاً من ذلك ، يمكننا القول إن درجة الصفر هي النقطة التي يذوب فيها الماء بنفس معدل التجمد. ومن ثم خلق التوازن. في الواقع ، تتحرك جزيئات الماء عند درجة الصفر ببطء شديد ، ويبدأ تكوين المادة الصلبة ، أي الجليد.

خفض درجة التجمد

بعد الوصول إلى حالة التوازن عند درجة الصفر ، سيظل الثلج جليديًا دون أن يتغيير، ولكن إذا تمت إضافة أي مادة غريبة إلى الجليد مثل الملح ، فلن تتمكن جزيئات الماء من الالتصاق لتكوين الجليد بهذه السرعة.

ومن ثم بهذه الطريقة ، تقل نقطة التجمد ، أي معدل تكوين الثلج، لكنها لا تؤثر على معدل انصهارها، وبالتالي فإن الجليد يتكون بسرعة أقل ، مع تعكير الملح داخل العملية ، ويدوم الذوبان، وقد يبدأ الماء في الذوبان قبل أن يكون المزيد من الجليد.

تقوم الكمية التي يمكننا تقليل درجة تجمد الماء فيها على تركيز المادة المذابة التي نضيفها، ولكن لا يمكننا تقليل درجة التجمد إلى أجل غير مسمى.

في الحقيقة ، يتم تعريف نقاط الصفر على مقياس فهرنهايت أي -17.8 درجة مئوية على أنها درجة حرارة التجمد لمحلول مشبع من الماء المالح، ولهذا فإن درجة الصفر فهرنهايت هي أدنى درجة حرارة يمكن خفض درجة انصهار الماء فيها بالملح،  فالملح ليس الطريقة الوحيدة لتقليل درجة التجمد، فيعد الكحول والسكر من بين الكير من المواد المعروفة الأخرى ، وسيكون لهما نفس التأثير، يستعمل الملح للمساعدة في إذابة الجليد خلال الرحلة داخل مناطق التلال لأنه رخيص ووفر.[2]

ما هي درجات تجميد السوائل

أهم الاسئلة عن التجميد للسوائل

1. ما هي نقطة تجمد السوائل؟


الإجابة: المستوى الذي يتجمد فيه السائل هو نقطة التجمد.

2. هل لكل السوائل نقطة تجمد؟


الإجابة: للسوائل خاصية درجة الحرارة التي تصبح فيها مواد صلبة ، والمعروفة باسم نقطة التجمد، فنظريًا ، يجب أن تكون نقطة انصهار المادة الصلبة هي ذات درجة تجمد السائل. أثناء الإجراء ، من الممكن ملاحظة الاختلافات الصغيرة بين هذه الكميات.

3. هل للسوائل المختلفة نقاط تجمد مختلفة؟


الإجابة: نعم ، تتجمد المواد المختلفة في درجات حرارة مختلفة لأن الجزيئات التي هي مكونة منها مختلفة ، ولهذا حين تقترب من بعضها ، فإنها تجذب بعضها البعض بطرق مختلفة.

4. ما هي أعلى نقطة تجمد؟


الإجابة: التنجستن هو العنصر الكيميائي بأعلى معدل اندماج ، عند 3695 كلفن.

5. ما الذي يؤثر على نقطة التجمد؟


الإجابة: في اثناء وجود درجات الحرارة المرتفعة ، ترتبط الجزيئات ذات القوى الأقوى بين الجزيئات معًا بصورة وثيقة لتكوين مادة صلبة ، وتصبح نقطة تجمدها أعلى، حتى يتم الحد من درجة الحرارة ، لن تتصلب الجزيئات ذات القوى بين الجزيئات المنخفضة.[3]