درجتا الانصهار والغليان ومنحنى التسخين

يمكن قياس درجتي الانصهار والغليان باستخدام منحنى التسخين.

يوضح المنحنى تغير حالة الماء الصلب بارتفاع درجة الحرارة.

تسخين الجليد (حالة صلبة):

• ترتفع درجة حرارة الجليد تدريجيًا مع الزمن.
• تبقى المادة في الحالة الصلبة حتى تصل إلى درجة الانصهار (0 ^oC).

مرحلة الانصهار (صلب + سائل):

• تثبت درجة الحرارة عند (0 ^oC).
• تُستخدم الطاقة الحرارية في تفكيك قوى الترابط بين الجسيمات.
• يتحول الجليد تدريجيًا إلى ماء.

تسخين الماء (حالة سائلة):

• بعد اكتمال الانصهار، تبدأ درجة حرارة الماء بالارتفاع.
• يبقى الماء سائلًا حتى يصل إلى درجة الغليان (100 ^oC).

مرحلة الغليان (سائل + غاز):

• تثبت درجة الحرارة عند (100 ^oC).
• تُستخدم الطاقة في تحويل السائل إلى بخار وليس في رفع درجة الحرارة.
• تتكوّن فقاعات بخار داخل السائل وتصعد إلى السطح.
• يمتص الماء طاقة كبيرة قبل تحوله إلى بخار، لذا يُستخدم بخار الماء في تشغيل توربينات توليد الكهرباء.

تسخين بخار الماء (حالة غازية):

• بعد تحوّل الماء كله إلى بخار، تبدأ درجة حرارة البخار بالارتفاع مرة أخرى.
• تكون الجسيمات متباعدة وسريعة الحركة.

لماذا تثبت درجة الحرارة أثناء تغيّر حالة المادة؟

الطاقة الحرارية المضافة تُستخدم في:

• إضعاف قوى الترابط بين الجسيمات.
• تغيير الحالة الفيزيائية للمادة.

لذلك لا ترتفع درجة الحرارة حتى يكتمل تغيّر الحالة بالكامل.

مثال:

• تبقى درجة حرارة الثلج عند (0 ^oC) حتى يذوب كله.

العوامل المؤثرة في معدل التبخّر:

يتأثر معدل التبخر بعدة عوامل، هي:

(1) درجة الحرارة

كلما زادت، زاد معدل التبخر.

مثال:

• يجف الماء أسرع في الجو الحار.

(2) مساحة سطح السائل

زيادة المساحة تزيد التبخر.

مثال:

• يكون تجفيف الملابس أسرع عند فرد الملابس لزيادة مساحة السطح المعرضة للتبخر.

(3) سرعة الرياح

الرياح تزيل بخار الماء من السطح.

مثال:

• الملابس تجف أسرع في الجو العاصف.

(4) الرطوبة

كلما زادت الرطوبة قلّ التبخر.

مثال:

• بطء جفاف الملابس في الجو الرطب.