الفيزياء فصل أول

عند حدوث تبادل في الطاقة بين المادّة وبين محيطها الخارجي يحدث تغيّر في درجة حرارة المادّة،

فمثلاً ترتفع درجة حرارة الماء عند تسخينه بسبب انتقال طاقة حرارية إليه من مصدر التسخين.

هناك حالات لا يؤدي فيها انتقال الطاقة إلى تغيّر درجة في درجة الحرارة ويحدث هذا في اللحظة التي تتغير فيها الحالة الفيزيائية للمواد وهو ما يُعرف باسم تغيُّر الحالة.

---

يبين الشكل تغيرين شائعين في الحالة الفيزيائية للمادة هما:

• التغيّر بين الحالتين الصلبة والسائلة (الانصهار أو التجمد)
• التغير بين الحالتين السائلة والغازية (التصعيد أو التكاثف)

 

◘ درجة الانصهار:  

هي درجة الحرارة التي تتغير عندها الحالة الفيزيائية للمادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلةوتساوي درجة التجمد وهي تختلف من مادة نقية إلى أخرى.

الحرارة النوعية الكامنة للانصهار (L_fusion ) :

هي كمية الطاقة الحرارية اللازمة لتحويل (1kg) من المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة  السائلة  من دون تغيير درجة حرارتها، ووحدة قياسها (J/kg )  وتختلف باختلاف المادة النقية.

- تثبت درجة الحرارة عند الانصهار  لأن الطاقة المكتسبة تذهب في تكسير الروابط بين جسيمات الحالة الصلبة، بحيث تصبح حرة وتتحرك مبتعدة عن بعضها بالتالي لا تعمل الطاقة  المكتسبة أثناء  الانصهار على رفع درجة الحرارة.

 

◘ درجة الغليان: 

هي درجة الحرارة التي تتغير عندها الحالة الفيزيائية من حالة السيولة إلى  الحالة الغازية، وتثبت درجة حرارة المادة في أثناء غليانها على الرغم من استمرار تزويدها بالطاقة وهي  تختلف باختلاف المادة النقية  ودرجة التكاثف تساوي درجة الغليان.  

الحرارة النوعية الكامنة للتصعيد  (Lv):

كمية الطاقة اللازمة لتحويل ( 1kg) من المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية دون تغيير درجة حرارتها  ووحدة قياسها ( J/kg ) وتختلف باختلاف المادة النقية.

- كمية الطاقة الحرارية اللازمة (Q_fusion)لصهر  كتلة (m) من مادة صلبة   مع ثبات درجة الحرارة تعطى بالعلاقة:  $Q_{fusiom}=m{L}_f$

- كمية الطاقة الحرارية اللازمة (Qvaporization) لصهر  كتلة (m) من مادة صلبة مع ثبات درجة الحرارة تعطى بالعلاقة: $Q_{vaporization}= m L_v$

 

- مقارنة بين التبخر والغليان:       

التبخر	الغليان
تفلت دقائق السائل    من السطح فقط	تفلت دقائق السائل من جمع أجزاء  من السطح ومن الداخل
يحدث عند جميع درجات الحرارة	يحدث عند درجة حرارة ثابتة.
عملية بطيئة	عملية سريع.
أوجه الشبه: في الحالتين تتغير الحالة السائلة إلى الحالة الغازية