فسر الاختلاف بين عمليتي الانصهار والتجمد والحالات الـ3 التي توجد بها المادة

اشرح الفرق بين عمليتي الذوبان والتجميد

توجد فروق كثيرة بين عمليتي الصهر والتجميد لكنهما متفقان على بعض النقاط وهي:

• تعتمد عمليات الذوبان والتجميد بشكل كبير على العوامل الخارجية.
• العمليتان متشابهتان في كونهما عرضة للإشارة إلى الحالة الأولية للمادة.
• يتشابه الاندماج والتجميد من حيث أنهما عمليتا تغيير فيزيائي بحيث لا يتم إنتاج مادة جديدة أثناء حدوثهما.
• إنهما متشابهان في أنهما عمليتان تنتقل فيهما المادة من مرحلة إلى أخرى.

أما الفروق الموجودة بين عمليتي الصهر والتجميد فهي:

عملية الانصهار

يُعرّف الذوبان بأنه عملية تحويل مادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عن طريق امتصاص الحرارة، ويتم قياسها بالجول لكل كيلوغرام. تتأثر عملية الذوبان بعدد من العوامل وهي:

• الضغط الجوي: كلما ارتفعت درجة حرارة الضغط الجوي، زادت نقطة الانصهار، لذلك يمكننا أن نستنتج أن عملية الانصهار تحتاج إلى درجات حرارة عالية.
• نقاء المادة: عندما تتكون المادة من عنصر واحد فقط، تكون عملية الصهر سهلة ومتجانسة، على عكس المادة التي تكون من أكثر من عنصر ولكل عنصر نقطة انصهار معينة، وهذا يؤدي إلى عدم التجانس و صعوبة تنفيذ عملية الصهر. نقي خلال عملية الانصهار.

عملية التجميد

يتم تحديد تعريف التجميد على أنه عملية تحويل مادة من حالة سائلة إلى حالة صلبة عن طريق طرد الحرارة، وتهدف هذه العملية إلى إحداث تقارب بين جزيئات المادة في حالتها السائلة للعودة إلى حالتها الصلبة. تكرارا. أولاً، تصبح عملية التجميد أسرع، ولكن إذا كانت تتكون من العديد من العناصر، فإن عملية التجميد تتم في درجات حرارة مختلفة وتستغرق وقتًا طويلاً.

ما هي حالات المادة

تعبر حالة المادة عن الحالة التي توجد فيها جسيمات المادة، حيث تتغير حالة المادة، إما فيزيائيًا أو كيميائيًا، وتتكون حالات المادة من ثلاث حالات أساسية وحالة رابعة لا توجد بشكل كبير في الحياة اليومية، وتختلف الحالات نتيجة للتباين في الارتفاع وانخفاض درجة الحرارة، وتلك الحالات هي:

الحالة الصلبة

أهم خصائص الحالة الصلبة هي:

• في الحالة الصلبة، يكون شكل المادة ثابتًا ولا يتغير.
• المادة في الحالة الصلبة لها كثافة عالية.
• جسيمات المادة الصلبة مستقرة ولا تنتقل من محيط إلى آخر.
• المسافة بين جزيئات المادة الصلبة تكاد تكون معدومة ولا تحتوي على فجوات.
• لا يتأثر شكل أو حالة المادة الصلبة عند تعرضها لضغط خارجي من مادة صلبة أخرى.
• تصدر جزيئات المادة الصلبة حركات اهتزازية قليلة.
• لا تتحرك جزيئات المادة الصلبة باستمرار.

الحالة السائلة

أهم خصائص الحالة السائلة:

• يتغير شكل المادة في حالتها السائلة اعتمادًا على شكل الحاوية التي توجد بها.
• كثافة المادة في حالتها السائلة مرتفعة نسبيًا.
• جزيئات المادة في حالتها السائلة غير مستقرة.
• توجد فراغات بين جزيئات المادة السائلة.
• جزيئات المادة السائلة ليس لها ترتيب متساوٍ.
• كمية التماسك بين جزيئات المادة السائلة ضعيفة للغاية.
• يعتمد طفو السائل إلى الأعلى على كون وزنه مساويًا لوزن السائل الذي يطفو عليه.

الحالة الغازية

خصائص الحالة الغازية:

• المادة في الحالة الغازية ليس لها شكل محدد.
• تتشتت جزيئات المادة في الحالة الغازية بسرعة، لذا يمكنها ملء أي مكان، بغض النظر عن حجمها أو شكلها.
• تتحرك جزيئات المادة في الحالة الغازية بسرعة كبيرة في اتجاهات عديدة.
• توجد مسافات كبيرة بين جزيئات المادة الغازية، تتخللها فراغات.
• كثافة المادة في الحالة الغازية منخفضة.
• يمكن ضغط المادة في الحالة الغازية.

حالة البلازما

خصائص حالة البلازما:

• هذه الحالة هي غاز مؤين.
• تم العثور على حالة البلازما في الطبيعة.
• لا يمكن لجزيئات حالة البلازما أن تكون ثابتة ومستقرة لفترة زمنية محددة.
• تظهر المادة في حالتها البلازمية كجسيمات مشحونة.
• الغازات الموجودة في حالة البلازما هي (غاز زينون – هيليوم – نيون – رادون).
• في حالة البلازما توجد إلكترونات حرة غير مرتبطة بذرة أو جزيء معين.
• المادة في حالة البلازما لديها طاقة حركية عالية.

تكاثف آينشتاين بوز

تكاثف بوز آينشتاين من الحالات المختلفة لأشكال المادة، في هذه الحالة يتم تبريد بعض الذرات لتصل لدرجة الحرارة إلى الصفر المطلق، وعند تحقيق ذلك تفقد الذرات طاقتها وبالتالي لا يمكنها تحريك تلك الذرات، لذلك تبدأ في التكثيف مع بعضهم البعض ومطابقة الشكل والشيء بطريقة يصعب التمييز بينهما. يتم التعامل مع الذرات على أنها ذرة واحدة.

اقترح العالم بوس تلك الفكرة نظريًا على ألبرت أينشتاين، وبعد عدة دراسات وتجارب، لاحظ أينشتاين إمكانية تطبيق تجربة تكثيف الذرات على الضوء. هذا لأنه عندما تصل الذرات إلى درجة حرارة الصفر المطلق، تنخفض طاقتها حتى تفقد خصائصها وتتشابه مع بعضها البعض، لذلك لا يمكن تمييزها عن الذرات الأخرى.

لقد ذكرنا إجابة إشكالية أوضحت الفرق بين عمليتي الذوبان والتجميد من حيث المفهوم، والعوامل التي تؤثر عليهما وأشكال حالات المادة الأربع وفرضية بوز أينشتاين.