الانصهار والغليان والتبخر
| English | العربية |
|---|---|
| melting/ˈmeltɪŋ/ | الانصهار |
| boiling/ˈbɔɪlɪŋ/ | الغليان |
| evaporation/ɪˌvæpəˈreɪʃn/ | تبخر |
| boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ | درجة الغليان |
لماذا العرق يبردك
- عندما يجف العرق على جلدك، تشعر بالبرودة.
- تغيير الحالة — تحول السائل إلى غاز — ينقل الطاقة بعيداً.
- دعنا نرى كيف تعمل الانصهار والغليان والتبخر.
الانصهار والغليان
- الانصهار (صلب ← سائل) والغليان (سائل ← غاز) كلاهما يحتاج إلى طاقة.
- لكن أثناء تغير الحالة، تبقى درجة الحرارة ثابتة — تذهب الطاقة إلى كسر القوى بين الجسيمات، وليس إلى تسريعها.
- للماء عند الضغط الجوي العادي: انصهار عند $0\ {}^{\circ}\text{C}$، غليان عند $100\ {}^{\circ}\text{C}$.
منحنى التسخين — راقب توقف درجة الحرارة مؤقتًا
بينما تتحول المادة أو تغلي، تظل درجة الحرارة ثابتة رغم استمرار إضافة الحرارة — فالطاقة تكسر الروابط بدلاً من رفع الحرارة.
أثناء انصهار الجليد إلى ماء، ماذا يحدث لدرجة الحرارة؟
خلال تغير الحالة، تنتقل الطاقة لكسر القوى بين الجزيئات، لذا تظل درجة الحرارة ثابتة حتى يكتمل التحويل.
في منحنى التسخين، يشير الجزء الأفقي (المسطح) إلى:
تُضاف الطاقة لكن تُستخدم لتغيير الحالة، لذا لا ترتفع درجة الحرارة — المنحنى يكون أفقيًا.
التبخر
- التبخر هو تحول السائل إلى غاز على سطحه، ويحدث أسفل نقطة الغليان.
- الجسيمات الأكثر سرعة تهرب من السطح.
- ذلك يترك جسيمات أبطأ خلفه، فتنخفض الطاقة المتوسطة — السائل يتبرّد.
- هذا بالضبط هو سبب تبريد تبخر العرق لجلدك.
درجة الحرارة تظل ثابتة أثناء انصهار المادة وأثناء غليانها
يمكن أن يحدث التبخر دون نقطة الغليان.
يحدث التبخر عند السطح بأي درجة حرارة — حيث تهرب أسرع الجزيئات السطحية. أما الغليان فيحدث داخل السائل كله عند نقطة الغليان.
لماذا يبرد السائل المتبخر؟
أكثر الجسيمات طاقةً هي التي تترك السطح، لذا فإن الجسيمات المتبقية تمتلك متوسط طاقة أقل — ودرجة حرارة أقل.
ما الذي يسرع التبخر
- درجة حرارة أعلى — المزيد من الجسيمات تتحرك بسرعة كافية للهروب.
- مساحة سطح أكبر — المزيد من الجسيمات يكونون على السطح.
- حركة هوائية أكثر (رياح) — الجسيمات المهروبة تُحمل بعيداً، فتعود fewer.
- لهذا السبب تجف الملابس أسرع في يوم دافئ ومعتدل الرياح.
حدد جميع العوامل التي تجعل بركة الماء تتبخر أسرع.
تسريع التبخير: ارتفاع درجة الحرارة، زيادة مساحة السطح، وزيادة تدفق الهواء. أما انخفاض درجة الحرارة فيبطئ العملية.
لقد فهمت الأمر
- الانصهار والغليان يحتاجان طاقة، لكن درجة الحرارة تظل ثابتة أثناء التغير
- جزء مستوٍ على منحنى التسخين = تغير حالة
- التبخر يحدث على السطح، أسفل الغليان؛ الجسيمات الأسرع تغادر، فالسائل يتبرّد
- تبخر أسرع: درجة حرارة أعلى، مساحة سطح أكبر، تدفق هواء أكثر