العوامل المؤثرة على درجة التجمد
تعتمد درجة التجمد على العديد من العوامل، ومنها ما يأتي:[١][٢]
ترابط الجزيئات
يؤثر نوع الجزيئات التي يتكون منها السائل ومدى ترابطها على درجة تجمده؛ فإذا كانت القوى الجزيئية بين جزيئات السائل قوية، فإن نقطة التجمد تكون عالية، أما إذا كانت القوى بين الجزيئات ضعيفة، فإن نقطة التجمد تكون منخفضة نسبيًا، فمثلًا يتجمد الماء عند صفر درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت)؛ وذلك لأن القوى بين جزيئات الماء ضعيفة جدًا.[١][٢]
خلط المادة بمواد أخرى
عند خلط المادة مع مادة أخرى متوافقة معها، فإن ذلك يؤدي إلى خفض درجة التجمد، والمقصود بتوافق المواد؛ هو أن تكون المادتان يمكن خلطهما، دون أن تُعزل إحدى المادتين عن الأخرى، ومن الأمثلة على المواد غير المتوافقة الزيت والماء اللذان ينفصلان حال خلطهما؛ ولهذا فإنهما لا يغيران من درجة التجمد عند خلطهما، أما عند خلط ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) بالماء، فإن درجة التجمد تكون منخفضة؛ وذلك لكونهما مادتين متوافقتين.[٢]
التغير في الضغط
يؤدي التغير في الضغط إلى رفع أو خفض درجة تجمد المادة؛ وتؤدي الضغوط الأقل من 1 جو (وحدة تستخدم لقياس الضغط) إلى انخفاض درجة حرارة تجمد السائل، ولكن بالنسبة للماء، فإن الأمر مختلف تمامًا حيث يؤدي ارتفاع الضغط الجوي إلى انخفاض درجة التجمد.[٢]
نظرة عامة حول مفهومي التجمد ودرجة التجمد
يعرف التجمد (بالإنجليزية: Freezing) بأنه عملية تغير حالة المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة،[١] أما درجة التجمد (بالإنجليزية: Freezing Point) فتعرف بأنها درجة الحرارة التي تتغير عندها حالة المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة عند الضغط الجوي، وتبلغ درجة تجمد الماء مثلًا 0 درجة مئوية.[٣]
كيف يحدث التجمد؟
ترتبط الجزيئات ببعضها بشكل واسع أو فضفاض في الحالة السائلة، وتكون قوى الجذب بين الجزيئات السائلة أقل من قوى الجذب الموجودة في المواد الصلبة، ويعود ذلك إلى أن الطاقة الحرارية المنقولة أثناء عملية تحول المادة (من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة)، إلى جزيئات المادة أكبر من تلك الطاقة الموجودة في الشبكة البلورية للمادة الصلبة؛ والتي تربط بين جزيئاتها، أما الطاقة الكامنة للجزيئات، فهي تشير إلى الطاقة الشبكية للمادة الصلبة، وعند انخفاض درجة حرارة مادة ما من خلال استخلاص الحرارة منها أو خفض ضغطها، فإن الجزيئات تفقد طاقتها الحركية، وتقترب من بعضها البعض، وبذلك تكتسب هذه الطاقة تدريجيًا، وتصبح الجزيئات مستقرة، وبعدها يتم تحويلها إلى شكلها الصلب.[١]
الفرق بين درجة الانصهار ودرجة التجمد
تعرف درجة التجمد بأنها درجة حرارة السائل عند تغير حالته من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة عند الضغط الجوي،[١] بينما تعرف درجة الانصهار (بالإنجليزية: Melting Point) بأنها درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عند الضغط الجوي.[٤]
المراجع
- ^ أ ب ت ث ج "Freezing Point and Super-Cooled Liquid", byjus, 28/7/2021, Retrieved 26/8/2021.
- ^ أ ب ت ث John Papiewski (25/4/2018), "What Causes a Lower Freezing Point?", SCIENCING, Retrieved 9/9/2021.
- ↑ Anne Marie Helmenstine (5/5/2018), "Freezing Point Definition in Chemistry", Thoughtco, Retrieved 27/8/2021.
- ↑ "Define Boiling Point, Melting Point and Evaporation", byjus, 2/6/2021, Retrieved 22/8/2021.
