فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد
 |
فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد هو سؤال علمي يطرح دائمًا في نهاية درس المادة وحالاتها الثلاثة، وهو سؤال يتطلب فهم واستيعاب الدرس الأساسي في العلوم، فالانصهار والتجمد عمليتان تحدثان بشكل مستمر في الحياة اليومية للإنسان، وفي هذا المقال سيتم إعادة صياغة درس المادة بطريقة سهلة ومبسطة.
حالات المادة
قبل الإجابة على السؤال فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد يجب تعريف الحالات المختلفة للمادة، ويقصد بحالة المادة، الصفة الفيزيائية والميزة الكيميائية التي تشير إلى شكل الروابط بين جزيئات المادة ومكوناتها، وتأتي في الحالات الآتية:[1]
- الحالة الصلبة: وتسمى أيضًا الحالة الجامدة، وتتميز بشكل ثابت، وكثافة عالية، وفراغات شبه منعدمة بين الجزيئات.
- الحالة السائلة: وهي الحالة التي تأخذ فيها المادة شكل الوعاء الموجودة فيه، وهي ليست ثابتة ومتوسطة الكثافة.
- الحالة الغازية: وهي حالة غير محددة الشكل، وتملأ فيها المادة أي فراغ متاح، وتتميز بفراغات كبيرة بين الجزيئات.
- حالة البلازما: أو الهيولى، وهي حالة أضيفت حديثًا، تتميز بكونها بين السائلة والغازية والصلبة، فتعرف بأنها غاز متأين تكون فيه الإلكترونات حرة.
خصائص الانصهار والتجمد
قبل إعطاء جواب السؤال فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد ولتبريره وشرحه يجب تحديد خصائص الانصهار، وهي كالآتي:[2]
- عند تسخين المادة تبدأ درجة الحرارة فيها بالارتفاع حتى تبلغ نقطة الانصهار.
- لكل مادة نقطة انصهار محددة وخاصة فيها.
- تسمى الحرارة اللازمة لانصهار جسم ما حرارة الانصهار، أو انثالبي الانصهار، وهي تقاس بالجول/مول.
أما بالنسبة لخصائص ومميزات تجمد المادة، فهي كما يأتي:[3]
- تسمى نقطة التجمد، درجة الحرارة التي تتجمد فيها المادة.
- تعد درجة التجمد معظم المواد هي نفسها درجة الذوبان.
- تجمد المادة السائلة يغير من مكوناتها، ولهذا يستخدم التجميد أحيانًا لفصل مكونات المادة تدريجيًا.
- يمكن تبريد بعض المواد دون ظهور البلورات.
- الهيدروجين هو المادة الوحيدة التي تتجمد بفعل الضغط لا الحرارة.
فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد
جواب السؤال الرئيسي في المقال بين الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد، يتمثل في تعريف كل منهما، فالتجمد أو التصلب هو عملية تحويل المادة السائلة إلى صلبة، وتحدث عند خفظ درجة الحرارة، بينما الانصهار هو الانتقال من الحالة الصلبة إلى السائلة عن طريق رفع درجات الحرارة، والفرق بينهما أن الانصهار يتطلب طاقة بينما التجمد يؤدي إلى تحرير الطاقة.[2]،[3]
تكاثف بوز آينشتاين
في البحث عن جواب فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد، قد نتصادف مع مصطلح جديد وهو تكاثف بوز آينشتاين، وهو حالة خاصة من حالات المادة، وهي حديثة الاكتشاف، تتخذ فيها الذرات حالة مميزة وتتصرف كأنها ذرة واحدة، بفعل تعريضها لدرجات حرارة منخفضة حتى تصل لدرجة الصفر المطلق، وهي بصيغة أخرى ذرات تعرضت لدرجة حرارة تعادل الصفر المطلق، ففقدت طاقتها وانخفضت حتى أصبحت كلها متشابهة ويصعب التمييز بينها.[4]
