الدرس الرابع : تغيرات الحالة الفيزيائية.

تغيرات الحالة الفيزيائية
توجد معظم المواد في ثلاث حالات حسب درجة الحرارة والضغط .
عند وجود حالتين للمادة ممزوجتين معاً بصورة غير متجانسة يقال إن هناك طورين للمادة فمثلاً الماء الثلج عبارة عن خليط غير متجانس من طورين الماء السائل والثلج الصلب .
أولاً : تغيرات الحالة الفيزيائية الماصة للطاقة

* الإنصهار : هي العملية التي يتحول من خلالها الصلب إلى سائل .

كيفية حدوثه : لكي ينصهر الثلج فإنه يحتاج إلى طاقة وهذه الطاقة تقوم بتكسير الروابط الهيدروجينية التي بين الجزيئات وبذلك تتباعد الجزيئات عن

بعضها البعض فتتحول إلى الحالة السائلة .

العوامل : تعتمد الطاقة اللازمة لصهر مول من المادة على قوة التجاذب بين جسيمات المادة .

ملاحظة : دائماً قوى التجاذب بين الأيونات أكبر بكثير من الروابط الهيدروجينية .

* التبخر : هي العملية التي يتحول من خلالها السائل إلى غاز أو بخار .

البخار : هي الحالة الغازية للمواد التي تكون في الحالة السائلة عند درجة حرارة الغرفة .

كيفية حدوثه : عندما يكتسب الماء السائل طاقة فإن جزيئات الماء تكتسب طاقة حركية ولكن بعض جزيئات السائل تمتلك طاقة أعلى من الجزيئات

الأخرى ولكي تتحول هذه الجسيمات إلى حالة غازية يجب أن تمتلك طاقة كافية للتغلب على قوى التجاذب بين جسيمات السائل .

التبخر السطحي : هي عملية تحول السائل إلى بخار عند سطح السائل فقط .* التسامي : هي تحول المادة مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة .

ثانياً : تغيرات الحالة الفيزيائية الطاردة للطاقة

* التجمد : هو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة .

درجة التجمد : هي درجة الحرارة التي يتحول عندها السائل إلى صلب بلوري .

تكونه :

عند وضع ماء سائل في الثلاجة فإن الماء يفقد طاقة وبالتالي تفقد جزيئات الماء طاقة حركية وتقل سرعتها .

عندما تفقد طاقة حركية كافية تبقي الروابط الهيدروجينية التي بين جسيمات الماء الجسيمات ثابتة في مواقعها ومتجمدة .

* التكاثف : هي العملية التي يتحول من خلالها غاز أو بخار إلى سائل .

* الترسيب : هو عملية تحول المادة الغازية إلى الحالة الصلبة دون المرور بالحالة السائلة وهو عكس التسامي .

مخطط أطوار

مخطّط أطوار ثنائي أكسيد الكربون (مقياس غير منتظم)
مخططات الأطوار أو منحنيات الأطوار هي عبارة عن رسوم بيانية ثنائية الأبعاد لمادة معينة مثل الماء تبين علاقة الحالات الثلاثة للماء : الحالة السائلة، والحالة الغازية (بخار)، والحالة الصلبة (الثلج).

الرسم البياني يبين العلاقة بين درجة الحرارة وضغط عند حجم ثابت. وأحيانا تُرسم العلاقة بين الضغط والحجم عند درجة حرارة ثابته. توجد للمواد الأخرى مخططاتها الطورية المميزة لها ، مثل الإيثيل و الأسيتون والحديد والنحاس وهكذا . وهناك أنواع أخرى من مخططات الطور لمخلوط مثلا يتكون من مادتين بنسب مختلفة ، مثل نظام سهل الانصهار و الفولاذ.

يختلف مخطط الاطوار من مادة لمادة. وتدلنا درجة حرارة مثلا علي حالة السبيكة سواء أكانت سائلة أو صلبة. وكذلك علي عدد الأطوار المستقرة(الحالات) للمادة، ونسبة كل طور في السبيكة. أما الشائع والأكثر استخداما من بين أنواع منحنيات الأطوار فهو منحنيات الأطوار الثنائية وذلك في علوم الفلزات (المعادن) وسبائكها. أما منحنيات الأطوار الثلاثية (وهى أكثر تعقيدا) فيغلب استخدامها في علوم وتكنولوجيا الخزفيات. كما توجد منحنيات الأطوار الرباعية وما فوقها. ونادرا ما تستخدم المنحنيات الرباعية وما فوقها لصعوبة استقصاء المعلومات منها وكذلك لصعوبة إنشائها. ويستعاض عن ذلك بتقريبها من المنحنيات الثنائية أو الثلاثية.

أحلام حلمي 2/2ع