ما هي القوى التي يجب التغلب عليها عند صهر الثلج

 القوى التي يجب التغلب عليها عند صهر الثلج

تمثل الروابط الأيونية القوى التي يجب التغلب عليها عند صهر الثلج

تكمن القوة الجزيئية التي يجب التغلب عليها في حالة ذوبان الجليد في قوة الجذب بين الجزيئات، وللتغلب عليها يجب تحديد قوة الجذب الموجودة بين الجزيئات في الجليد أولاً لمعرفة نوع القوى التي يجب التغلب عليها .

حتى تتم عملية الذوبان بسبب تغير حالة المادة، على سبيل المثال عندما يحدث الانصهار من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، يحدث ذلك بفضل قدرة التغلب على قوى الجذب بين جزيئات المادة، وبالتالي تختلف نقطة الانصهار من مادة إلى أخرى اعتمادا على قوة الجذب الموجودة بين جزيئات المواد .

القوى التي يجب التغلب عليها عند غلي الماء

القوى التي يجب التغلب عليها عند غلي الماء هي الترابط الهيدروجيني

تتحكم القوى بين جزيئات المادة والعوامل الأخرى، مثل الجذب بين جزيئات الغاز، في تحويل المادة إلى الحالة السائلة أو الحالة الصلبة، وذلك بسبب القوى الموجودة بين جزيئات المادة .

تحافظ القوى الجزيئية الداخلية، التي تتكون بين جزيئات المادة، على تماسك الجزيء واتصاله ببعضه، مثل الروابط التي تتكون بين الذرات، كما تعتبر القوى الجزيئية المشتركة من العوامل التي تجذب الجزيئات بعضهابعضاً وتساعد في تحديد الخصائص الفيزيائية للمادة .

تختلف نقاط القوة الموجودة بين الجزيئات على نطاق واسع، وعادة ما تكون القوى بين الجزيئات الصغيرة ضعيفة مقارنة بالقوى الموجودة داخل الجزيئات، التي تربط الذرات مع بعضها داخل الجزيء .

يمكن التغلب على عوامل IMF لمول واحد من حمض الهيدروكلوريك السائل لتحويله إلى حمض الهيدروكلوريك الغازي بحوالي 17كيلوجول من الطاقة فقط .

ومع ذلك، إذا كنت تخطط لفصل الروابط التساهمية بين ذرات الهيدروجين والكلور في مول واحد من حمض الهيدروكلوريك، فستحتاج إلى نحو 25 مرة أكثر من الطاقة المطلوبة لكسر رابط الهيدروجين الفردي والذي يبلغ 430 كيلو جول، وتعمل القوى الجزيئية الداخلية على الحفاظ على الجزيء في حالته الأصلية .

تجمع المواد الجزيئية بين جزيئات متعددة مع بعضها البعض في القوى الجذابة، وتحدد بعض الخصائص للمادة. وتشار إلى القوى الجذابة الموجودة بين الذرات والجزيئات المحايدة باسم `فاندير فال`، أو يتم الإشارة إليها بشكل غير رسمي باسم عوامل الجذب بين الجزيئات .

النقطة التي يكون عندها الماء في ثلاث حالات تسمى

• صلبة .
• سائلة .
• غازية .

الماء هو مادة عديمة اللون والرائحة ونقية، ويمكن الحصول عليه في ثلاثة أشكال، الشكل الصلب الجليد، والشكل السائل الذي هو الماء بالصورة المعروفة، والشكل الغازي في حالة التبخر .

الحالة الصلبة : الثلج هو ماء انخفضت درجة حرارته لتتحول إلى ثلج، ويحدث ذلك بسبب تباعد الجزيئات عن بعضها مما يجعلها أقل كثافة، وهو يعتبر جليدا .

تكون الثلج أخف وزنًا من الماء نظرًا لأن كثافته أقل من كثافة الماء، لذا يكون أصغر من حجم الماء. وبالتالي، يتوضع الثلج في الأعلى عند وضعه في الماء، ويتحول الماء إلى درجة حرارة صفر مئوية أو 32 درجة فهرنهايت .

أما الحالة السائلة للماء  : هو شكل الماء الاعتيادي الذي يستخدم بشكل كبير في مختلف الأغراض مثل الري والشرب والغسيل.

الحالة الثالثة للماء هي الحالة الغازية : يتحول الماء فيها من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ويتواجد بخار الماء بكميات كبيرة في الهواء، ولا يمكن رؤيته إلا في حالة غليان الماء أو ارتفاع درجة الحرارة، حيث يتحول الماء في هذه الحالات من الحالة السائلة إلى بخار .

عندما تنخفض درجة الحرارة في الحالة الغازية، يتكون البخار على شكل سحب صغيرة، وتعتبر السحب المكونة من البخار نسخة مصغرة من السحب التي يمكن رؤيتها في السماء، وعند مستوى سطح البحر، يتتكون البخار بكميات كبيرة عند درجة حرارة 100 درجة مئوية أو 212 درجة فهرنهايت .

يتم امتزاج قطرات الماء مع حبيبات صغيرة من الغبار في الجو لتتساقط قطرات المطر بشكل طبيعي، وفي درجات حرارة دافئة تتساقط القطرات على هيئة مطر، أما في درجات حرارة باردة فتتساقط على هيئة ثلج أو برد .

عملية تحول البخار إلى سائل وتنطلق في اثناء ذلك طاقة هي التكاثف التبخر الانصهار

التبخير : يحدث التبخير عندما يرتفع الماء إلى درجة حرارة 100 درجة مئوية، مما يؤدي إلى دخول الماء في مرحلة الغليان، ويتحول من سائل إلى بخار، والدرجة التي يصل إليها الماء عندما يغلي، وهي 100 درجة مئوية، تسمى نقطة غليان الماء .

نقطة الغليان : درجة الحرارة التي يبدأ فيها تبخر المادة وتتحول إلى حالة الغليان وتختلف هذه الدرجة من مادة إلى أخرى وذلك بناء على نوع القوى المؤثرة بين جزيئاتها عندما تصبح سائلة .

التكاثف : التكثيف هو عملية تحدث نتيجة لانخفاض درجة الحرارة، فعندما تنخفض درجة الحرارة يتحول البخار إلى ماء بسبب التكثيف، وهي عملية عكسية لعملية التبخير التي تحدث نتيجة لارتفاع درجة الحرارة .

كما أن صناعة الماء المقطر يتم عن طريق عملية التكثيف للبخار وهي يطلق عليها عملية التقطير، تتم هذه العملية عن طريق القيام بغلي الماء حتى يقوم بالتبخر عن الوصول إلى درجة الغليان وهي 100 درجة مئوية ثم يتم تبريد هذا البخار الناتج وهي عملية التكثيف ليرجع الماء إلى حالته مرة أخرى السائلة

التجميد : عملية التجميد هي تحويل المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، وتحدث نتيجة انخفاض درجة الحرارة. على سبيل المثال، يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الثلج، وهو في حالة صلبة. يحدث التجميد عندما تصل درجة الحرارة إلى قيمة معينة، وهي 0 درجة مئوية.

ذوبان : عملية الذوبان هي العملية العكسية لعملية التجمد، حيث تتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة بسبب ارتفاع درجة الحرارة، مثلما يحدث مع الثلج أو الجليد، والذي يكون عبارة عن الماء في الحالة الصلبة، وعند ارتفاع درجة الحرارة يتحول الجليد إلى الماء السائل عند درجة حرارة صفر مئوية .