نقطة التجمد ونقطة الغليان: حقائق مفصلة


سنناقش نقطة التجمد ودرجة الغليان في هذه المقالة. الغليان هو شيء مرتبط بتغير الطور من سائل إلى غازي ويرتبط التجميد بتغير الطور من سائل إلى صلب.

نعلم المعلومات الأساسية عن الماء أنه يتجمد عند صفر درجة مئوية ويغلي عند 100 درجة مئوية عند ضغط 1 ضغط جوي. هذا هو الضغط المحيط عند مستوى سطح البحر في الظروف العادية. سنقرأ المزيد عن نقطة التجمد ونقطة الغليان في هذه المقالة.

ما هي نقطة الغليان؟

نقطة الغليان يأتي مع مفهوم خاطئ شائع أنه يعتمد على درجة الحرارة. في حين أن الضغط هو الذي يحدد درجة الغليان.

يمكن تعريف نقطة الغليان على أنها قيمة درجة الحرارة التي يصبح عندها ضغط بخار السائل مساويًا في الحجم مع ضغط البيئة المحيطة. يمكن أن تختلف قيمة نقطة الغليان من مكان لآخر حسب الأماكن.

ما هي نقطة التجمد؟

تسمى درجة الحرارة التي تبدأ عندها الجزيئات السائلة بالاقتراب لإظهار خصائص المادة الصلبة بنقطة التجمد. عندما يزداد الضغط ، تستمر نقطة التجمد في الزيادة أيضًا.

تكون نقطة التجمد دائمًا أقل من درجة الغليان في حالة الخلائط والمركبات العضوية. يشير التجميد إلى حالة المادة التي تظهر فيها جزيئاتها سلوك المواد الصلبة. هذا هو أن الجزيئات تقترب من بعضها البعض وتصنع مادة صلبة ومدمجة.

نقطة التجمد ونقطة الغليان
الصورة: الغليان

الصور: المستخدم: ماركوس شفايسKochendes wasser02CC BY-SA 3.0

هل نقطة التجمد صفر دائما؟

تختلف درجة تجمد المواد المختلفة. على سبيل المثال ، يتجمد الكحول عند درجات حرارة منخفضة وليس عند درجة حرارة منخفضة.

تشير درجة الحرارة الصفرية إلى نقطة تجمد الماء عند مستوى سطح البحر. عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى ما دون الصفر ، سيبدأ الماء في التحول إلى جليد. لكن هذا ليس هو الحال في كل مكان لأن هذا يحدث فقط عند ضغط 1 ضغط جوي. بالنسبة لقيم الضغط المختلفة ، ستكون قيمة نقطة التجمد مختلفة أيضًا.

هل نقطة الغليان دائما مائة؟

مائة درجة مئوية هي نقطة غليان الماء السائل. المواد الأخرى سوف تغلي في درجات حرارة مختلفة. ولكن حتى الماء السائل يمكن أن يغلي عند درجات حرارة مختلفة ، فلنكتشف كيف.

نقطة الغليان هي خاصية تعتمد على الضغط. يتغير مع الضغط المحيط. لذلك إذا أخذنا في الاعتبار عينة من الماء السائل المحفوظة في ظروف فراغ ، سيبدأ الماء في الغليان عند 15 درجة مئوية. لن يشعر الماء المغلي حتى بالسخونة بسبب انخفاض درجة الحرارة.

كيف تجد نقطة التجمد من نقطة الغليان؟

مولاليتي ، وهي خاصية للحل تجمع بين درجة التجمد ونقطة الغليان. يمكن تعريفه على أنه مقياس عدد مولات المذاب التي يتم خلطها بمذيب يزن كيلوغرام واحد.

لاحظ أن المولارية تختلف عن المولارية. لإيجاد نقطة التجمد من نقطة الغليان ، نستخدم العلاقات التالية

و

أين،

kb و kf هما ثابتان ارتفاع نقطة الغليان وثابت انخفاض نقطة التجمد على التوالي.

ما العلاقة بين نقطة التجمد ونقطة الغليان؟

يوفر العلاقة بين نقطة الغليان ونقطة freexing تمت مناقشتها بالفعل في القسم أعلاه. على الرغم من أن نقطة الغليان مرتبطة بتغيير الطور من سائل إلى بخار ، إلا أن التجميد مرتبط بتغيير الطور من سائل إلى صلب ، لكن كلاهما مرتبطان ببعضهما البعض.

المولالية هي خاصية عامة ترسم خطاً لربط نقطة التجمد ونقطة الغليان. لاحظ أنها مولالية وليست مولارية. يمكننا تعريف المولالية على أنها عدد المولات الموجودة في مذيب يبلغ وزنها 1 كيلوغرام. تمت مناقشة الصيغ لحساب نقطة التجمد ونقطة الغليان باستخدام المولالي بالفعل في القسم أعلاه. سنناقش موضوع المولارية بالتفصيل في الأقسام التالية.

ما هي المولالية؟

لقد صادفنا مصطلح يسمى مولالية في القسم أعلاه حيث ناقشنا بإيجاز معنى المولالية. سنقرأ المزيد عن المولالية في هذا القسم. 

عندما نفكر في مذيب وزنه كيلوغرام واحد ونحصي عدد مولات المذاب الموجودة فيه ، فإننا في الواقع نحسب مولالية المحلول. مراجعة الأساسيات ، يتكون المحلول من مذاب ومذيب حيث يكون المذيب هو المادة الأساسية التي تضاف إليه مادة أخرى (أقل كمية) تسمى المذاب. هذا يجعل الحل. رياضيا ، يمكن إعطاء المولالية كما يلي:

مولالي ، م = مول / كغم

أين،

م هي مولية الحل

المولي هو عدد مولات المذاب

Kg هو وزن المذيب الموجود في المحلول بالكيلوجرام

ماذا يحدث عند الصفر المطلق؟

الصفر المطلق هو حالة تصبح فيها درجة حرارة النظام صفر كلفن أو -273 درجة مئوية. أي نظام ديناميكي حراري سيكون له أدنى حالة طاقة عند الصفر المطلق.

عند هذه الدرجة تتجمد كل حركات الجزيئات ولا تحدث طاقة حركية. كل من المحتوى الحراري والإنتروبيا لهما قيمتهما الدنيا عند درجة حرارة الصفر المطلق. لا توجد حركة للجسيمات. في فهرنهايت -459.67 درجة فهرنهايت.

كيف يتم التجميد؟

عندما يبدأ السائل في التحول إلى صلب ، يمكن القول أن التجميد يحدث. يحدث هذا عندما تصبح الطاقة الحركية للجزيئات أقل في الحجم.

عندما يصبح متوسط ​​الطاقة الحركية أقل ، تصبح الحرارة الصافية المتولدة أقل نتيجة لذلك تنخفض درجة حرارة النظام. ومن ثم عندما يحدث التجميد ، تنخفض درجة حرارة المادة.

هل نقطة الانصهار ونقطة التجمد هي نفسها؟

يمكن الإشارة إلى الانصهار على أنه تحول الطور من صلب إلى سائل. ونحن نعلم بالفعل أن التجميد يشير إلى تحول السائل إلى صلب.

كلا هذين الأمرين يحدث في نفس درجة الحرارة. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى ما بعد نقطة الانصهارثم تغير المادة حالتها إلى سائل وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون نقطة التجمد ستتحول المادة إلى صلبة. ومن ثم يمكننا القول أن نقاط التجمد والانصهار هي درجات حرارة متوازنة تظهر فيها الخواص الصلبة والسائلة بالمادة.

ماذا يحدث لكثافة مادة ما أثناء التجميد؟

إنها حقيقة مثبتة جيدًا أن السوائل أقل كثافة من المواد الصلبة ونعلم أنه عندما تتعرض مادة ما للتجميد ، فإنها تبدأ في التحول إلى صلبة.

عندما تبدأ المادة في التحول من سائل إلى صلب ، يمكننا القول أن كثافة المادة تزداد. تقترب الجزيئات من بعضها البعض مما يزيد من كثافة المادة. ومع ذلك ، بسبب التركيب الكيميائي وتوجيه الذرات في الماء ، تقل كثافة الماء عندما يتحول إلى جليد. هذا استثناء ملحوظ.

انقر لقراءة المزيد عن نقطة الغليان ولحظة ثنائي القطب.

ابهيشيك

مرحباً .... أنا أبهيشيك خامبهاتا ، لقد تابعت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. طوال أربع سنوات من عملي في الهندسة ، قمت بتصميم وطيران طائرات بدون طيار. موطن قوتي هو ميكانيكا الموائع والهندسة الحرارية. استند مشروعي في السنة الرابعة إلى تحسين أداء المركبات الجوية غير المأهولة باستخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. أود التواصل مع الأشخاص ذوي التفكير المماثل.

آخر المقالات