بحث درجة الانصهار ودرجة الغليان

درجة الإنصهار

هو مفهوم يعبر عن درجة الحرارة المادة التي عندها تتغير حالة المادة من الحالة الصلبة للحالة السائلة، أما درجة

الغليان

فهو مفهوم يعبر عن درجة الحرارة التي عندها تتساوى قيمة الضغط المؤثر في السائل من المحيط مع قيمة الضغط الناتجة من بخار السائل وفي هذه الحالة يتحول السائل من الحالة السائلة للحالة الغازية حيث يصبح بخار ماء.

درجة الحرارة

درجة الحرارة

هي مفهوم يعبر عن مقياس حرارة أو برودة الجسم ويمكن التعبير عن درجة الحرارة بعدة مقاييس، كما يمكن تحديد إتجاه حركة إنبعاث الطاقة الحرارية من الأجسام حيث أن الحرارة تنتقل من الأجسام الأكثر سخونة للأجسام الأبرد أو الأقل سخونة، ومن الجدير بالذكر أن درجة الحرارة تتصف بالشمولية مثل الضغط والكثافة حيث أنها مستقلة عن كمية المادة التي تعتبر من الخصائص المميزة للمادة كالحجم والكتلة.

درجة الإنصهار

درجة الإنصهار هي مصطلح يعبر عن درجة الحرارة التي عندها تتغير حالة المادة من الصلبة للسائلة، ودرجة الإنصهار هي أحد الخواص المميزة للمادة حيث يمكن إستخدامها في التعريف عنها فالمواد البلورية الصلبة النقية مثلاً تنصهر عند درجة حرارة مختلفة تحت ظروف الضغط الجوي المعيارية، وترتفع درجة الحرارة بشكل ثابت عند تعريض المادة الصلبة للحرارة بشكل منتظم وبكمية كافية حتى تصل لنقطة حدوث التميع، ثم يتوقف إرتفاع درجة حرارة المادة ولا يحدث أي تغير في درجة الحرارة حتى تتحول المادة من حالتها الصلبة للحالة السائلة فالحرارة المطبقة على المادة يتم إستهلاكها في تغيير حالتها من

الحالة الصلبة

للسائلة.

حتى إنه لا يتوفر أي حرارة لرفع درجة الحرارة في المناطق التي حدث بها تميع، ومن الجدير بالذكر أنه في حالة تطبيق الحرارة على المادة بعد إنتهاء التمييع فإن درجة الحرارة سوف ترتفع مرة أخرى.

الحرارة الكامنة للإنصهار

الحرارة الكامنة للإنصهار هي كمية الحرارة المطلوبة من أجل تحويل جرام واحد من المادة من حالته الصلبة إلى الحالة السائلة، وقيمة هذه الحرارة تختلف من مادة لأخرى حيث أن الثلج مثلاً يحتاج إلى 80 سعرة حرارية تقريباً من أجل تحويل غرام واحد منه إلى ماء ووصولها لنقطة الإنصهار.

حيث أن

الثلج

يتم إستخدامه في الثلاجات نظراً لإرتفاع الدرجة الكامنة لإنصهاره أما عملية التجميد فهي العملية العكسية للإنصهار وفيها تتغير حالة المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة وتنبعث الحرارة من المادة عن طريق حدوث التحول، وتتساوى كمية الحرارة المنبعثة من المادة خلال التجمد مع الكمية التي تمتصها المادة من أجل الوصول لنقطة الإنصهار.

درجة الغليان

درجة الغليان هو مصطلح يعبر عن درجة الحرارة التي عندها تتحول المادة من الحالة السائلة للحالة الغازية حيث تتحول إلى بخار ماء وبشكل علمي يمكن تعريف درجة الغليان على أنها درجة الحرارة التي عندها تتساوى قيمة الضغط المؤثر في السائل من المحيط مع قيمة الضغط الناتجة من بخار السائل.

في حالة الغليان يتبخر السائل بشكل جزئي على الفراغ الواقع فوقه عند أي درجة حرارة حتى تصل قيمة الضغط المؤثرة من البخار لقيمة معينة تعرف بإسم ضغط

تبخر السائل

وقيمة ضغط البخار تتزايد مع إزدياد درجة الحرارة وتتكون فقاعات البخار في السائل ثم ترتفع للسطح عند وصول السائل لدرجة الغليان.

بالنسبة لنقطة الغليان فإنها تختلف في السوائل نسبة لإختلاف قيمة الضغط المطبقة عليه، وعن درجة غليان السائل الطبيعية فإنها تكون عند درجة الحرارة التي عندها تتساوى قيمة ضغط البخار مع قيمة الضغط الجوي المعياري عند سطح البحر، والذي يقع على إرتفاع 760 مم من عمود

الزئبق

المستخدم لقياس قيمة الضغط الجوي، حيث يغلي الماء عند مستوى سطح البحر عند درجة 100 درجة مئوية أو 212 فهرنهايت، كما تنخفض قيمة الدرجة الحرارية التي يحتاجها السائل للوصول لدرجة الغليان كلما إزداد الإرتفاع.

كيفية إرتفاع نقطة الغليان

درجة غليان المادة ترتفع بسبب بقاء أغلبية جزيئات المذاب في الحالة السائلة بدلاً من التحول للحالة الغازية حيث ان قيمة ضغط البخار يجب أن ترتفع عن قيمة الضغط الطبيعية كي يغلي السائل وهو أمر صعب بسبب إضافة مكونات غير متطايرة، ومن الجدير بالذكر أن إضافة مركباً كهرلياً أو غير كهرلياً لا يشكل أي فارق فإرتفاع نقطة غليان الماء يحدث في حالة إضافة

الملح

لمحلول كهرلي أو السكر لمحلول غير كهرلي.

معادلة إرتفاع درجة الغليان

لحساب كمية إرتفاع درجة الغليان يمكن إستخدام العلاقة في معادلة سلسيوس كلابيرون وقانون راؤول حيث أنه يمكن التعبير عن معادلة الخليط السائل المثالي كالتالي : درجة الغليان الكالية تساوي درجة غليان المذيب بالإضافة إلى ΔTb حيث أن ΔTb تساوي المولالية Kb*i* و KB هو ثابت ebullioscopic وهو 0.52 درجة مئوية كيلوغرام / لكل مول للماء أما i فتعبر عن عامل فانت هوف و من الممكن كتابة المعادلة على الصيغة التالية : ΔT = Kbm.