المحتوى
- TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
- مرحلة التغييرات تستهلك الطاقة
- يوجد توازن عند نقطة الانصهار
- إضافة المزيد من الحرارة أو بعض الضغط
إذا زادت درجة الحرارة المحيطة حول قطعة من الجليد ، فستزداد درجة حرارة الجليد أيضًا. ومع ذلك ، فإن هذه الزيادة المطردة في درجة الحرارة تتوقف بمجرد وصول الجليد إلى نقطة الانصهار. في هذه المرحلة ، يخضع الجليد لتغيير الحالة ويتحول إلى ماء سائل ، ولن تتغير درجة حرارته حتى يذوب كل ذلك. يمكنك اختبار هذا من خلال تجربة بسيطة. اترك كوبًا من مكعبات الثلج في سيارة ساخنة ومراقبة درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة. ستجد أن الماء الجليدي يبقى عند درجة حرارة 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) حتى يذوب. عندما يحدث ذلك ، ستلاحظ ارتفاعًا سريعًا في درجة الحرارة حيث يستمر الماء في امتصاص الحرارة من داخل السيارة.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
عندما تقوم بتسخين الجليد ، ترتفع درجة حرارته ، ولكن بمجرد أن يبدأ الجليد في الذوبان ، تظل درجة الحرارة ثابتة حتى يذوب الجليد بأكمله. يحدث هذا لأن كل الطاقة الحرارية تذهب إلى كسر روابط بنية شعرية بلورية.
مرحلة التغييرات تستهلك الطاقة
عندما تقوم بتسخين الجليد ، تكتسب الجزيئات الفردية طاقة حركية ، ولكن حتى تصل درجة الحرارة إلى نقطة الانصهار ، لا تملك طاقة لكسر الروابط التي تحملها في بنية بلورية. أنها تهتز بسرعة أكبر داخل حدودها وأنت تضيف الحرارة ، وترتفع درجة حرارة الجليد. عند نقطة حرجة - نقطة الانصهار - يحصلون على طاقة كافية لتحررهم. عندما يحدث ذلك ، تمتص H جميع الطاقة الحرارية المضافة إلى الجليد2يا جزيئات تغيير المرحلة. لم يتبق شيء لزيادة الطاقة الحركية للجزيئات في الحالة السائلة حتى يتم كسر جميع الروابط التي تحمل الجزيئات في بنية بلورية. وبالتالي ، تظل درجة الحرارة ثابتة حتى يذوب كل الجليد.
يحدث الشيء نفسه عند تسخين الماء إلى درجة الغليان. سوف يسخن الماء حتى تصل درجة الحرارة إلى 212 فهرنهايت (100 درجة مئوية) ، لكنه لن يزداد سخونة حتى يتحول إلى بخار. طالما بقيت المياه السائلة في وعاء يغلي ، فإن درجة حرارة الماء هي 212 فهرنهايت ، بغض النظر عن درجة حرارة اللهب تحتها.
يوجد توازن عند نقطة الانصهار
قد تتساءل عن سبب ارتفاع درجة حرارة الماء الذائب طالما يوجد به ثلج. بادئ ذي بدء ، هذا البيان ليس دقيقًا تمامًا. إذا قمت بتسخين مقلاة كبيرة مملوءة بالماء تحتوي على مكعب جليدي واحد ، فإن الماء البارد عن الجليد سيبدأ في التسخين ، ولكن في البيئة المباشرة لمكعب الثلج ، ستظل درجة الحرارة ثابتة. إحدى الطرق لفهم سبب حدوث ذلك هي إدراك أنه بينما يذوب بعض الجليد ، فإن بعض الماء المحيط بالجليد يعاد تجميده. هذا يخلق حالة التوازن التي تساعد على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة. كلما زاد ذوبان الجليد ، يزداد معدل الانصهار ، لكن درجة الحرارة لا ترتفع حتى يختفي كل الجليد.
إضافة المزيد من الحرارة أو بعض الضغط
من الممكن خلق درجة حرارة خطية بدرجة أكبر أو أقل إذا أضفت حرارة كافية. على سبيل المثال ، ضع قدرًا من الجليد فوق نارًا وسجل درجة الحرارة. من المحتمل ألا تلاحظ الكثير من التأخير عند نقطة الانصهار لأن كمية الحرارة تؤثر على معدل الذوبان. إذا أضفت حرارة كافية ، يمكن أن يذوب الجليد أكثر أو أقل تلقائيًا.
إذا كنت غلي الماء ، يمكنك رفع درجة حرارة السائل لا يزال في المقلاة عن طريق إضافة الضغط. طريقة واحدة للقيام بذلك هي حصر البخار في مكان مغلق. من خلال القيام بذلك ، ستجعل من الصعب على الجزيئات تغيير الطور ، وستبقى في الحالة السائلة بينما ترتفع درجة حرارة الماء إلى ما بعد درجة الغليان. هذه هي الفكرة وراء طناجر الضغط.