هل تتغير كتلة الثلج عندما ” ينصهر ؟ “

هل تتغير كتلة الثلج عند الانصهار

في الغالب، تستخدم المطاعم والمنازل مكعبات الثلج بدلاً من قوالب الثلج، فالحجم الصغير مناسب لوضع الأكواب والأباريق لتبريد المياه والمشروبات، يمكن حتى وضعها بسهولة في الخلاط لعمل مشروب سلاش أو ميلك شيك أو وضعها في مبرد للحفاظ على برودة المشروبات، ومع ذلك، فإن مكعبات الثلج، بقدر ما هي في متناول اليد، لا تدوم طويلاً، وهذا هو المكان الذي يختلف فيه كتلة الثلج.

الكتلة الجليدية هي ببساطة ما تبدو عليه، وهي كتلة كبيرة من الثلج، عادة تزن 25 رطلا أو أكثر. كان هذا النوع من الثلج شائعا جدا في المنازل واستخدم في “صندوق الثلج”، الذي كان أول نسخة ذات تقنية منخفضة للثلاجة. وتبقى الكتلة الجليدية ثابتة ولا تتغير عندما يذوب، ويمكن التحقق من ذلك من خلال وزن الثلج بالميزان قبل وبعد الذوبان، فستجد أن كتلته ثابتة في كلا الحالتين ولم تتغير.

واليوم، لا تزال قوالب الثلج منتجًا ثمينًا في الجليد مع العديد من الاستخدامات، وميزته الرئيسية هي أنه بسبب مساحة سطحه المنخفضة، فإن كتلة الجليد تذوب ببطء ويستمر لفترة أطول من أنواع الثلوج الأخرى وهو ما يوضح الفرق بين الجليد والثلج.

ويتكون الجليد والثلج بالفعل من H2O أو الماء، وعندما يتبخر الغلاف الجوي ويتجمد يتحول إلى ثلج، إنه يسقط خلال مواسم الشتاء على كوكبنا، ومن ناحية أخرى، يتشكل الجليد على الأرض، ويمكن أن يكون على هيئة بحيرة مجمدة أو أي جسم مائي، وباختصار، يتكون الثلج من بخار متجمد من الغلاف الجوي، بينما يتجمد الجليد ببساطة من الماء.

يمكن لأي شخص صنع الجليد صناعةً اصطناعيةً، بينما لا يمكن صنع الثلج بشكل اصطناعي، ويمكننا إنتاج الثلج باستخدام الثلاجات، لكننا لا نستطيع إنتاج الثلج من الثلاجات، والثلج يتشكل بشكل طبيعي خلال فصل الشتاء ويمكن رؤيته في دول مثل أيسلندا ومنغوليا وروسيا، وفيما يلي عدة استخدامات عملية لكتل ​​الثلج، وهي:

الحفاظ على الطعام

إذا كنت تقدم بوفيها أو تشوي الطعام في المنزل أو يقدم مطعمك الطعام، فإن قوالب الثلج هي الطريقة الأمثل للحفاظ على الطعام بدرجات حرارة منخفضة وآمنة. يمكنك استخدامها في المبرد لإبقاء اللحوم باردة للشواء، ووضعها تحت الفواكه أو الأطباق الباردة من اللحوم والجبن. كما يعد حجم كبير من الثلج مثاليا لوضعه في وعاء التثليج، حيث سيذوب ببطء ويحافظ على برودة المشروب دون تخفيف تأثير مكعبات الثلج الشائع.

ثلاجة محمولة

سواء كنت تخيم أو تتجه لقضاء يوم في ركوب القوارب، فمن المحتمل أنك ستأخذ معك بعض الأطعمة التي يجب أن تبقى باردة، وتأكد من سلامة طعامك عن طريق إنشاء صندوق الثلج الخاص بك باستخدام مبرد وكتلة كبيرة من الثلج، ويمكنك أيضًا استخدام هذا ليوم واحد على الشاطئ، وقوالب الثلج مثالية لهذه المواقف لأنها ستستمر لفترة أطول من مكعبات الثلج.

الحفاظ على البرودة

هل تعلم أنه يُمكن أن تكون كتلة الثلج والمروحة فعّالة لدرجة مكيف الهواء؟ عندما ترتفع الحرارة أكثر من اللازم، وضع قطعة من الثلج أمام المروحة واستمتع بتأثير التبريد.

المنحوتات

يستخدم الجليد بشكل مثير للإعجاب في صنع المنحوتات، حيث يستخدمه المتخصصون في نحت الجليد لإنتاج منحوتات جميلة بتقنيات متعددة، سواء كانت منحوتات زخرفية أو وظيفية.

هذه ليست سوى عدد قليل من الاستخدامات الأكثر شيوعًا لكتل ​​الجليد، وهناك الكثير من الاستخدامات الأخرى لهذه الألواح من المياه المجمدة، ويمكن صنع قوالب الثلج بمستويات مختلفة من الوضوح وحتى بألوان مختلفة، وسواء كنت تفضل كتلة شفافة تمامًا أو شفافة أو غير شفافة قليلاً، يمكن لمزود الثلج عالي الجودة تخصيص طلبك.

انصهار الجليد

إذا زادت درجة الحرارة المحيطة حول قطعة من الجليد، فسوف تزداد درجة حرارة الجليد أيضًا، ومع ذلك، فإن هذه الزيادة الكبيرة في درجة الحرارة تتوقف بمجرد أن يصل الجليد إلى نقطة الذوبان، وعند هذه المرحلة، يخضع الجليد لتغيير في حالته ويتحول إلى ماء سائل، ولن تتغير درجة حرارته حتى يذوب كل الجليد.

ويمكنك التأكد من ذلك عن طريق القيام بتجربة بسيطة، اترك وعاءً من قكع الثلج في سيارة ساخنة وتابع درجة الحرارة باستخدام ميزان حرارة، ستجد أن درجة حرارة الماء الجليدي ستظل ثابتة عند 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) حتى يذوب كل ذلك، وعندما يحدث ذلك، ستجد ارتفاع كبير وسريع في درجة الحرارة حيث يمتص الماء الحرارة من داخل السيارة.

وعندما تقوم بتسخين الجليد، تكتسب الجزيئات الفردية طاقة حركية، ولكن حتى تصل درجة الحرارة إلى مرحلة الذوبان، فإنها لا تملك الطاقة لكسر الروابط التي تحملها في بنية بلورية، إنها تهتز بطريقة سريعة داخل حدودها مع إضافة الحرارة، وترتفع درجة حرارة الجليد، وفي نقطة الانصهار يكتسبون طاقة كافية للتحرر.

وعندما يحدث ذلك، يتم امتصاص كل الطاقة الحرارية المضافة إلى الجليد بواسطة طور تغيير جزيئات H2O، ولم يتبق شيء لزيادة الطاقة الحركية الخاصة بالجزيئات عندما تكون في حالتها السائلة حتى يتم تفتيت كافة الروابط التي تحمل الجزيئات في التركيب البلوري، وبالتالي، تبقى درجة الحرارة كما هي دون تغيير حتى ينصهر كل الجليد.

ويحدث الشيء نفسه عند تسخين الماء إلى درجة الغليان، ويسخن الماء حتى تصل درجة حرارته إلى 212 فهرنهايت (100 درجة مئوية)، لكنه لن يسخن حتى يتحول كله إلى بخار، وطالما بقي الماء السائل في وعاء الغليان، فإن درجة حرارة الماء هي 212 فهرنهايت، دون الاهتمام بدرجة حرارة اللهب تحتها.

التوازن عند نقطة الانصهار

قد تتساءل عن سبب عدم ارتفاع درجة حرارة الماء الذي ذاب ما دام هناك ثلج بداخله، بادئ ذي بدء، هذا البيان ليس دقيقًا تمامًا، إذا قمت بتسخين وعاء كبير مليء بالماء يحتوي على مكعب ثلج واحد، فإن الماء بعيدًا عن الجليد سيبدأ في التسخين، ولكن في البيئة المباشرة لمكعب الثلج ستبقى درجة الحرارة ثابتة.

وتتمثل إحدى طرق فهم سبب حدوث ذلك في إدراك أنه بينما يذوب بعض الجليد، فإن بعض الماء حول الجليد يتجمد مرة أخرى، وهذا يخلق حالة توازن تساعد في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة، ومع ذوبان المزيد والمزيد من الجليد، يزداد معدل الذوبان، لكن درجة الحرارة لا ترتفع حتى يختفي الجليد بالكامل.

ومن الممكن إنشاء ارتفاع خطي بدرجة أو بأخرى في درجة الحرارة إذا أضفت حرارة كافية، على سبيل المثال، ضع قدرًا من الثلج فوق نار وقم بتسجيل درجة الحرارة، ربما لن تلاحظ الكثير من التأخر عند نقطة الانصهار لأن كمية الحرارة تؤثر على معدل الانصهار، وإذا أضفت قدرًا كافيًا من الحرارة، فقد يذوب الثلج أكثر أو أقل تلقائيًا.

وإذا كنت تغلي الماء، يمكنك رفع درجة حرارة السائل الموجود في المقلاة عن طريق زيادة الضغط، وإحدى طرق القيام بذلك هي حصر البخار في مكان مغلق، ومن خلال القيام بذلك، فإنك تجعل من الصعب على الجزيئات تغيير المرحلة، وستبقى في الحالة السائلة بينما ترتفع درجة حرارة الماء بعد نقطة الغليان، وهذه هي الفكرة من قدور الضغط.