درجة التجمد
درجة التجمد Freezing point ، هي درجة الحرارة التي تتحوّل عندها المادة من حالة السيولة إلى حالة التجمد. وتختلف درجة التجمّد (نقطة التجمد) للمواد المتنوعة إلى حد كبير. فالزئبق يتجمد عند درجة 38,87°م تحت الصفر ونقطة تجمّد المضى 1,063°م.
وتتماثل نقطة تجمد المادة النقية ونقطة انصهارها. انظر: نقطة الانصهار. فمثلاً يتجمّد الماء عند درجة صفر مئوية، وينصهر الشكل الجامد للماء، وهوالثلج، عند نفس درجة الحرارة. وحينما تكون المادة النقية عند نقطة تجمّدهاقد يكون السائل والشكل الصلب للمادة في حالة اتزان مع بعضهما. وإذا لم تُضَف حرارة أوتزال فإنهما يبقيان على نفس الحالة إلى الأبد، لأن لقاء جميع كمية متجمدة من السائل تنصهر كمية مماثلة من الصلب. وتُسمى الحرارة التي يجب حتى تُضاف لصهر وحدة من مادة ما أوتنقص لتجميدها حرارة الاندماج.
يؤثِّر هجريب المادة على نقطة تجمدها، فالمواد النقية مثل العنصر النقي أوالمركب البسيط، تتجمد عند درجة حرارة معينة. وعلى النقيض فإن الهجريبات المخلوطة التي تتكون من عدة مواد غير متحدة كيميائيًا تتجمد في درجات حرارة مختلفة؛ فالبرونز، وهوإحدى سبائك النحاس والقصدير، يتصلب عندما تنخفض درجة الحرارة من 1,000°م إلى 800°م.
ويُمكن خفض نقطة تجمد معظم السوائل بإضافة مادة أخرى. وهذه الحقيقة هي أساس استخدام مضاد التجمد في مشْعاع السيارات (الرادييتر) أثناء الشتاء. ويحتوي مضاد التجمد على جلايكول الإثيلين الذي تبلغ نقطة تجمده -13°م. ويتجمد مخلوط من أجزاء متساوية من جلايكول الإثيلين والماء عند حوالي 37°م تحت الصفر.
وقد تؤثر الزيادة الكبيرة في الضغط على نقطة التجمد. وتحمل زيادة الضغط نقطة تجمد المضى والزئبق والمواد الأخرى التي تنكمش عند التجمد. وجميع هذه المواد تتجمد وينقص حجمها. ويُسبب الضغط زيادة هذا النقصان، وبذلك تتجمد المواد عند درجة حرارة فوق نقطة التجمد العادية.
وتسبب زيادة الضغط انخفاض نقطة التجمد لعدد قليل من المواد مثل الإثمد والبزموت والماء. ويزداد حجم هذه المواد وتتمدد عندما تبدأ في التجمد. ويمنع ازدياد الضغط المضاف تغير الحجم وحدوث التمدد عند نقطة التجمد العادية. ونتيجة لذلك يُمكن للمواد حتى تتجمد في حالة واحدة فقط وهي عندما تنخفض درجة الحرارة.
مفاهيم
مقياس درجة الانصهار
ديناميكا حرارية
Not only is heat required to raise the temperature of the solid to the melting point, but the melting itself requires heat called the heat of fusion.
قانون كارنلي
انظر أيضا
- Freezing-point depression
- List of elements by melting point
- Phases of matter
- Triple point
- Vicat softening point - the determination of the softening point for materials that have no definite melting point.
- Liquidus temperature
- Solidus temperature
المصادر
- الموسوعة المعهدية الكاملة
وصلات خارجية
- Melting and boiling point tables vol. 1 by Thomas Carnelley (Harrison, London, 1885-1887)
- Melting and boiling point tables vol. 2 by Thomas Carnelley (Harrison, London, 1885-1887)
