نقطة التجمد وضغط البخار: حقائق مفصلة


ستدرس هذه المقالة الحقائق التفصيلية لنقطة التجمد وضغط البخار وعلاقتهما.

نقطة التجمد هي نطاق درجة حرارة معينة لمادة تكون عنده كل من المواد السائلة والصلبة في حالة اتزان. في هذه المرحلة ، سيكون ضغط البخار متساويًا. إذا قمت بإضافة مادة صلبة غير متطايرة إلى السائل المتطاير ، فإن مجموعة المذيبات سيكون لها ضغط بخار أقل.

أولا ، دعونا نتعرف على نقطة التجمد.

نقطة التجمد: المعنى

إنها بشكل أساسي عملية تحدث فيها تغييرات فيزيائية وكيميائية معينة.

  • يشار إليه على أنه تغيير في حالة أي مادة أو مادة إلى شكل مختلف عندما تؤثر عليها عوامل معينة. إذا كان هناك انتقال للمادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة في مرحلة التوازن عند نقطة حرارة معينة ، فإنها تعتبر نقطة تجمد الماء.
  • تعتبر أيضًا نقطة درجة الحرارة التي توجد عندها الحالة الصلبة والسائلة للمادة معًا في حالة التوازن.

دعونا الآن ندرس الشرح التفصيلي للعوامل التي تؤثر على نقطة التجمد.

العوامل المؤثرة على نقطة تجمد المادة

العوامل الرئيسية التي تؤثر على درجة تجمد المادة هي كما يلي ،

  • إذا كانت القوى بين الجزيئات للمادة السائلة قوية وصالحة ، فإن نقطة التجمد تزداد.
  • وبالمثل ، إذا كانت القوة بين الجزيئات التي تعمل بين جزيئات المادة السائلة ضعيفة ، فإنها ستنقص نقطة تجمد السائل.
  • من العاملين المذكورين أعلاه ، يمكننا أن نستنتج أن القوى بين الجزيئات للمادة تؤثر بشكل مباشر على نقطة التجمد. ومن ثم ، فهي متناسبة مع بعضها البعض.
نقطة التجمد وضغط البخار
الصورة الائتمان: صور Pixabay المجانية

الآن دعنا نعرف عن ضغط البخار.

ضغط البخار: المعنى

الطريقة البسيطة التي يمكن من خلالها تعريف ضغط البخار هي كما يلي ،

إذا وضعنا أي مادة سائلة داخل وعاء وبدأنا في تسخينها باستمرار ، فإن جزيئات هذه المادة تتحرك في اتجاهات عشوائية بسرعات مختلفة. يحدث بسبب الطاقات الحركية المختلفة للجزيئات. هنا يتسبب في ضغط البخار الذي سيؤثر على الخصائص الأخرى للسائل.

نقطة التجمد وضغط البخار
الصورة الائتمان: صور Pixabay المجانية

لدراسة تأثير ضغط البخار على نقطة التجمد.

كيف يؤثر ضغط البخار على نقطة التجمد؟

باستثناء الماء ، في جميع الحالات الأخرى ، إذا كان هناك زيادة طفيفة أو نقصان في ضغط البخار ، فسيكون هناك ارتفاع أو انخفاض طفيف في درجة تجمد المادة.

هناك بعض جزيئات المذيبات المحددة التي يمكن لسطح الجزيئات أن يتبخر عندما ينخفض ​​الضغط الذي يعمل عليه تدريجيًا. في هذه المرحلة ، فإن نقطة الغليان سوف تكسب ارتفاع. النتيجة الأخرى للتجميد وضغط البخار يتناقصان معًا لبعض المذيبات باستثناء حالة الماء ، وهنا يمكننا أن نرى ما إذا كان هناك ارتفاع في الضغط ، فإنه يقلل من نقطة تجمد الماء.

حان الوقت لفهم سبب زيادة الضغط من نقطة التجمد.

لماذا يزيد الضغط من نقطة التجمد؟

هناك علاقة مباشرة بين زيادة الضغط ونقطة التجمد تساعد في تغيير المادة.

عندما نحاول تطبيق بعض الضغط العالي على المادة الغازية ، تتحول جزيئات الغاز إلى حالة سائلة في ظل هذه الظروف. إذا طبقنا ضغطًا مرتفعًا مرة أخرى على نفس المادة ، فإن قوى الجذب تحولها من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. لها علاقة مباشرة بين معدل التبلور وزيادة ضغط البخار ، وكلاهما يؤدي إلى زيادة نقطة التجمد.

نقطة التجمد وضغط البخار
الصورة الائتمان: صور Pixabay المجانية

الآن لدراسة تأثير انخفاض الضغط.

هل الضغط يقلل من نقطة التجمد؟

فقط في حالة الماء ، يمكننا ملاحظة انخفاض درجة التجمد عند زيادة ضغط البخار.

إذا كانت هناك زيادة في ضغط البخار ، فإن ذرات الماء تنتشر في منطقة أوسع أثناء تكوين الرابطة أو الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة البلورية الصلبة. هذا الإجراء هو السبب الرئيسي وراء ظهور الجليد أقل كثافة من الماء ، مما يؤدي إلى تعويم الجليد. يشير إجراء التجميد هذا الذي يتسبب في انتشار الجزيئات إلى أنه عند تطبيق الضغط يؤدي إلى انخفاض درجة تجمد الماء.

لفهم العلاقة بين نقطة التجمد والضغط.

ما العلاقة بين نقطة التجمد والضغط؟

تلعب أشياء معينة دورًا رئيسيًا في ربط ضغط البخار ونقطة التجمد.

  • أولاً ، سيؤدي التغيير في ضغط بخار مادة ما إلى تقليل أو زيادة نقطة التجمد لأي مادة.
  • باستثناء الماء ، ينخفض ​​الضغط في جميع المواد الأخرى ، مما يؤثر على درجة حرارة المادة ويقلل من درجة تجمدها.
  • هناك مذيبات يمكن لسطح الجزيئات أن يتبخر فيها فقط عندما ينخفض ​​الضغط الذي يعمل عليه تدريجيًا. في هذه المرحلة ، سترتفع نقطة الغليان. النتيجة الأخرى للتجميد وضغط البخار تتناقص معًا لبعض المذيبات.

لدراسة مرحلة المواد تحت الضغط.

هل الماء يتجمد بشكل أسرع أم أبطأ تحت الضغط؟

يعتمد ما إذا كان الماء يتجمد بشكل أسرع أو أبطأ على زيادة ضغط البخار وانخفاضه.

عندما تحتفظ بالماء في الفريزر بضغط بخار عادي ، فإن معدل ضغط الهواء يؤثر بالتأكيد على تجميد الماء. إذا كان معدل الضغط أعلى ، فإنه يقلل من نقطة تجمد الماء والعكس صحيح في حالة انخفاض الضغط.

دراسة حقائق زيادة ضغط البخار.

ماذا يحدث لنقطة التجمد عندما يزداد ضغط البخار؟

مع زيادة ضغط البخار ، سيكون هناك انخفاض في نقطة التجمد.

ستنخفض نقطة تجمد الماء أو تنخفض نظرًا لوجود زيادة في الضغط بسبب ترتيب الجزيئات في هذه العملية. مع ارتفاع الضغط الجوي ، يقيد هذا الضغط جزيئات الماء على الخضوع للترتيب المناسب. ولكن إذا تحول الماء إلى مرحلة صلبة من خلال التجميد ، فيمكن اعتباره.

لدراسة حدوث التجميد.

الأسئلة المتداولة | أسئلة وأجوبة

لماذا تنخفض نقطة تجمد الماء دائمًا مع ارتفاع الضغط؟

من المعروف بالفعل أنه مع ارتفاع الضغط الجوي ، تقل درجة تجمد السوائل إلى حد ما.

تنخفض نقطة تجمد الماء دائمًا نظرًا لوجود زيادة في الضغط بسبب ترتيب الجزيئات أثناء هذه العملية. مع ارتفاع الضغط الجوي ، يقيد هذا الضغط جزيئات الماء على الخضوع للترتيب المناسب. ولكن في حالة تحول الماء إلى مرحلة صلبة من خلال التجميد ، يمكن النظر في ذلك.

أي عامل يقلل من درجة تجمد الماء؟

العاملان الرئيسيان أو المادتان اللتان تغيران درجة تجمد الماء هما الملح والسكر.

أثناء إزالة الجليد من الطرق المسدودة ، يقوم الناس عمومًا بنشر الشرائح فوق المنطقة بحيث يذيب الجليد عن طريق خفض نقطة التجمد. إن التغيير الفيزيائي والكيميائي هو الذي يتسبب في تحول الماء إلى حالة أخرى من المادة. بالطريقة نفسها ، السكر مادة شائعة تقلل من درجة التجمد.

هل يمكننا القول أن نقطة التجمد وضغط البخار يزدادان معًا؟

سيكون هناك ارتفاع في درجة التجمد بالنسبة لمعظم المواد ، ولكن فقط إلى حد معين.

فقط في حالة الماء ، يمكننا أن نرى انخفاضًا في درجة التجمد ، لكن بخلاف ذلك ، تكتسب جميع المواد الأخرى ارتفاعًا في درجة التجمد عندما يكون هناك زيادة فعلية في الضغط. تتسبب هذه الخاصية الخاصة المتمثلة في تمدد الماء في تعويم الجليد. الشيء الرئيسي الذي يجب أن نلاحظه هنا هو أنه كلما زاد الضغط ، تقل نقطة الانصهار.

كيف ترتبط نقطة التجمد وضغط البخار ببعضهما البعض؟

هناك معكوس العلاقة بين نقطة التجمد وضغط بخار المادة.

هناك بعض جزيئات المذيبات التي يمكن لسطح الجزيئات أن يتبخر فيها عندما ينخفض ​​الضغط الذي يعمل عليه فجأة. في هذه المرحلة ، سترتفع نقطة الغليان. النتيجة الأخرى للتجميد وضغط البخار تتناقص معًا لبعض المذيبات.

ما العامل الذي يزيد درجة تجمد الماء؟

العامل البارز الذي يزيد من درجة حرارة نقطة التجمد من الماء كحول.

بشكل عام ، تكون نقطة التجمد في أنقى أشكال المياه 0 درجة مئوية. ابتكر العلماء في الأيام الأخيرة طريقة لزيادة درجة تجمد الماء عن طريق إضافة قطرات من الكحول إليها. الطريقة الأخرى التي تم اكتشافها لزيادة درجة التجمد هي الكهرباء.

بأي طريقة يؤثر الضغط على نقطة تجمد المادة؟

إذا أخذنا في الاعتبار حالة الماء ، فإن نقطة التجمد للمادة تنخفض عندما يرتفع الضغط الجوي أو ضغط البخار.

إذا زاد ضغط البخار ، تنتشر ذرات الماء في منطقة أوسع أثناء تكوين الرابطة أو الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة البلورية الصلبة. هذا الإجراء يجعل الجليد يبدو أقل كثافة من الماء ، مما يؤدي إلى تعويم الجليد. يشير إجراء التجميد هذا الذي يتسبب في انتشار الجزيئات إلى أنه عند تطبيق الضغط يؤدي إلى انخفاض درجة تجمد الماء.

هل تؤدي زيادة ضغط البخار إلى تقليل درجة تجمد الماء أو أي مادة سائلة أخرى؟

تؤثر الزيادة أو النقص في ضغط البخار دائمًا على نقطة تجمد الماء أو أي سائل آخر.

عندما يزداد ضغط البخار ، فإن العملية الفعلية هي تشويش جزيئات الماء. هذا هو السبب في أن الماء لا يمكن أن يتجمد عند درجة حرارته المفضلة ولكن يتجمد أقل من ذلك. لذلك ، يمكننا أن نستنتج أنه في حالة الماء النقي فقط ، تنخفض نقطة التجمد مع ارتفاع ضغط البخار. هذا ليس صحيحًا بالنسبة للمواد السائلة الأخرى.

ما هي التغييرات المختلفة في نقطة تجمد المادة؟

هناك نوعان من التغييرات المختلفة التي تحدث أثناء نقطة التجمد.

العمليتان فيزيائيتان وكيميائيتان ، وتحدثان أثناء تجميد أي مادة. يمكن أن تسبب هذه العوامل تغييرًا في درجة التجمد. بإضافة مادتين أو أكثر من المواد القابلة للذوبان ، يمكننا تغيير نقطة التجمد من الناحية الفيزيائية ، بينما ننتقل إلى الجانب الكيميائي ، يمكننا الضغط على المادة.

أيضا ، يرجى النقر لمعرفة المزيد 6+ مثال لضغط السائل or نقطة التجمد ودرجة الغليان.

راجافي أشاريا

أنا Raghavi Acharya ، لقد أكملت تخرجي في الفيزياء بتخصص في مجال فيزياء المادة المكثفة. امتلاك فهم جيد جدًا في Latex و gnu-plot و octave. لطالما اعتبرت الفيزياء مجالًا جذابًا للدراسة وأنا أستمتع باستكشاف المجالات المختلفة لهذا الموضوع. في وقت فراغي ، أشرك نفسي في الفن الرقمي. تهدف مقالاتي إلى تقديم مفاهيم الفيزياء بطريقة مبسطة للغاية للقراء. دعنا نتواصل من خلال - LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/raghavi-cs-260a801b1 معرف البريد الإلكتروني: raghavics6@gmail.com

آخر المقالات