درجة انصهار الماء النقي

درجة انصهار الماء النقي

يمكن تعريف درجة الانصهار بأنها الدرجة الثابتة التي تتحول فيها المادة النقية البلورية من حالتها الصلبة إلى الحالة السائلة بتأثير الحرارة؛ فعند التأثير بالحرارة على مادة صلبة ترتفع درجة حرارتها حتى تصل إلى درجة الانصهار.[1]تعتبر درجة الانصهار خاصية تعبر عن نقاء المواد البلورية[1]، إذ تعتمد درجة انصهار الماء بشكل مباشر على عاملين هما: قيمة الضغط المؤثر عليه،[2] ونسبة الشوائب فيه.[3] فكلما احتوى الماء على شوائب فإن درجة انصهاره تقل عن درجة الانصهار المتوقعة له،[3] حيث تبلغ درجة انصهار الماء النقي عند 1 ضغط جوي ما يقارب صفر درجة مئوية، وهي تعادل 273.15 كلفن، و32 فهرنهايت.[2]

درجة الانصهار ودرجة التجمد

تعتبر درجة انصهار المادة عادةً مساويةً لدرجة تجمدها، ولكن ذلك لا ينطبق على جميع الحالات؛ لذلك يفضل عادة عند تمييز المادة اعتماد درجة الانصهار كصفة مميزة لها،[1] وإذا كان الماء خالياً من نقاط التنوي كما في حالة التنوي المتجانس[4] فإن درجة حرارته قد تنخفض بشكل كبير إلى -42 درجة مئوية قبل أن يتجمد؛ لذلك تعتبر درجة انصهار الماء أعلى من درجة تجمده في بعض الحالات.[2]

ومن الجدير بالذكر أن عملية التنوي هي العملية التي تبدأ فيها الجزيئات في السائل بالتجمع في مجموعات صغيرة، لتترتب بطريقة معينة تُحدد فيها البنية البلورية للمادة الصلبة، وهي نوعان: عملية التنوي المتجانس كما في حالة الماء النقي الخالي تماماً من الشوائب، وعملية التنوي غير المتجانس كما في حالة احتواء السائل على شوائب أو اضطرابات فيزيائية.[4]

كيف تنصهر المادة

عند تسخين المادة الصلبة أو امتصاصها للحرارة من البيئة المحيطة بها، تكتسب جزيئاتها طاقة تمكنها من التغلب على قوة التجاذب فيما بينها في حالتها الصلبة، فتبدأ الجزئيات الخارجية في المادة بالانصهار حتى لو بقيت الجزيئات الداخلية باردة وفي حالتها الصلبة؛ فعلى سبيل المثال يبدأ مكعب الثلج بالذوبان تدريجياً من الخارج ويبقى صلباً من الداخل بدلاً من التحول مباشرة إلى بركة من الماء بشكل كامل. لذلك يمكننا الاستنتاج بأن عملية الانصهار تشمل عمليتيتن في وقت واحد هما: عملية امتصاص المادة للطاقة الحرارية، ثم استخدام هذه الطاقة في التحرر من هيكل البنية التركيبية الصلبة للمادة.[5]

المراجع

1. ^ أ ب ت The Editors of Encyclopædia Britannica، "Melting point"، www.britannica.com، Retrieved 8-9-207. Edited.
2. ^ أ ب ت Anne Marie Helmenstine، Ph.D. (20-3-2017)، "What Is the Melting Point of Water?"، www.thoughtco.com، Retrieved 8-9-2017. Edited.
3. ^ أ ب "Water purity"، www.bbc.co.uk، Retrieved 8-9-2017. Edited.
4. ^ أ ب Alex Esmon (18-12-2014)، "The Physics of Ice: It All Begins with Nucleation"، www.thermofisher.com، Retrieved 2-10-2017. Edited.
5. ↑ Nancy Devino، "What is Melting Point? - Definition، Range & Determination"، www.study.com، Retrieved 8-9-2017. Edited.