نقطة الانصهار

نقطة الانصهار هي درجة الحرارة التي تتغير بها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. وعند نقطة الانصهار، تكون الحالة الصلبة والسائلة للمادة في حالة توازن. تعتمد نقطة انصهار المادة على عوامل عديدة مثل الضغط وحجم وشكل جزيئات المادة وعلى مقدار قوة الروابط بين جزيئات المادة نفسها، وعادة ما يتم تحديد نقطة الانصهار عند الضغط القياسي الذي يساوي 1 ضغط جوي أو 100 كيلو باسكال.

مكعبات الثلج المغمورة في الماء تبدأ بالإنصهار (التحول إلى الحالة السائلة) عند درجة حرارة 0 مئوية

عكس هذه العملية (أي التحول من الحالة السائلة إلى الصلبة) يشار إليها باسم نقطة التجمد أو نقطة التبلور.ونظرًا لقدرة بعض المواد على الوصول لدرجة البرودة الفائقة، لذا لا يمكن أعتبار نقطة التجمد خاصية من خصاص المادة . إن المنهجية المتبعة علميا في الحكم على الحالة الفيزيائية للمادة هي :"مبدأ مراقبة الانصهار بدلاً من مراقبة تكون المادة الصلبة" ، ولهذا يقال أن المادة تحولت إلى الحالة السائلة عندما تتحول آخر ذرة في المادة للحالة السائلة أي كأننا نراقب جزيئات المادة وهي تنصهر.[1]

أمثلة

بالنسبة للغالبية العظمى من المواد، تكون درجة الانصهار والتجمد متساوية تقريبًا. على سبيل المثال، نقطة الانصهار ونقطة التجمد للزئبق هي 234.32 كلفن (38,83- درجة مئوية أو 37,89- درجة فهرنهايت). ومع ذلك، فإن بعض المواد تمتلك درجة حرارة انصهار وتجمد مختلفة. فمثلا يذوب الأغار عند 85 درجة مئوية (185 درجة فهرنهايت) ويتصلب عند 31 درجة مئوية (88 درجة فهرنهايت) ؛ نقطة انصهار الجليد عندما يكون الضغط الجوي =1 قريبة جدا من 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت ؛ 273 كلفن) ؛ وهذه النقطة تعرف بإسم نقطة التجمد.

يعتبر التنغستن هو المعدن ذو أعلى نقطة انصهار، ينصهر على درجة حرارة 3414 درجة مئوية (6,177 درجة فهرنهايت، 3,687 كلفن) ؛ هذه الخاصية تجعل التنجستن ممتازًا للاستخدام كسلك كهربائي رفيع في المصابيح الكهربائية. عنصر الكربون الذي يتم الاستشهاد به في كثير من الأحيان لا ينصهر في البيئة التي يكون فيها الضغط مساويا للضغط الجوي، لكنه يتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية مباشرة على درجة حرارة 3726.85 درجة مئوية (6740.33 درجة فهرنهايت ؛ 4,000.00 كلفن) ؛ أما تحول الكربون من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة فيحدث فقط في البيئة التي يكون فيها الضغط الجوي أعلى من 10 ميغاباسكال.[2]

درجة حرارة الانصهار يتم استخدامها غالبا لتأكيد نقاء المواد العضوية. وغالبا ما تكون نقطة انصهار المادة النقية أعلى من المادة غير النقية. عند خلط مادتين تكون درجة حرارة الانصهار أقل من درجة انصهار كليهما. ونسبة الخلط التي تحقق أقل درجة حرارة انصهار تسمى نقطة تصلد.[3][4][5]

درجة الانصهار والغليان لمجموعة من العناصر
المركب الكثافة (g/cm3) درجة الإنصهار( بالكلفن)[6] درجة الغليان (بالكلفن)
الماء 1 273 373
سبيكة القصدير 456
البرافين 0.9 310 643
الهيدروجين 0.00008988 14.01 20.28
الهيليوم 0.0001785 - 4.22
البيريليوم 1.85 1560 2742
الكربون 2.267 3800 4300
النتروجين 0.0012506 63.15 77.36
الأوكسجين 0.001429 54.36 90.20
الصوديوم 0.971 370.87 1156
المغنيسيوم 1.738 923 1363
الألومنيوم 2.698 933.47 2792
الكبريت 2.067 388.36 717.87
الكلور 0.003214 171.6 239.11
البوتاسيوم 0.862 336.53 1032
التيتانيوم 4.54 1941 3560
الحديد 7.874 1811 3134
النيكل 8.912 1728 3186
النحاس 8.96 1357.77 2835
الزنك 7.134 692.88 1180
الغاليوم 5.907 302.9146 2673
الفضة 10.501 1234.93 2435
الكاديميوم 8.69 594.22 1040
الإنديوم 7.31 429.75 2345
اليود 4.93 386.85 457.4
التانتالوم 16.654 3290 5731
التنجيستين 19.25 3695 5828
البلاتين 21.46 2041.4 4098
الذهب 19.282 1337.33 3129
الزئبق 13.5336 234.43 629.88
الرصاص 11.342 600.61 2022
البزموت 9.807 544.7 1837

اقرأ أيضاً

مراجع
  1. [Ramsay, J. A. (1949). "A new method of freezing-point determination for small quantities" (PDF). J. Exp. Biol. 26 (1): 57–64. PMID 15406812. "دراسة منشورة في جامعة كامبريدج"] تحقق من قيمة |مسار= (مساعدة). الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. Rostislav (2006-01-26). Nanomaterials Handbook. CRC Press. ISBN 978-0-8493-2308-9. مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. Philip Hofmann (2008). Solid state physics: an introduction. Wiley-VCH. صفحة 67. ISBN 978-3-527-40861-0. مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2015. اطلع عليه بتاريخ 13 مارس 2011. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. Point defects, lattice structure, and melting, Thesis, Technion, Israel. نسخة محفوظة 05 أكتوبر 2016 على موقع واي باك مشين.
  5. Ramsay, J. A. (1949). "A new method of freezing-point determination for small quantities" (PDF). J. Exp. Biol. 26 (1): 57–64. PMID 15406812. مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 أبريل 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. Holman, S. W.; Lawrence, R. R.; Barr, L. (1 January 1895). "Melting Points of Aluminum, Silver, Gold, Copper, and Platinum". Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 31: 218–233. doi:10.2307/20020628. JSTOR 20020628. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
    • بوابة كيمياء فيزيائية
    • بوابة الفيزياء
    • بوابة الكيمياء
    • بوابة علم المواد
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.