تعريف الانصهار وامثلة عليه، توجد المادة في ثلاثة أشكال: صلبة او سائلة أو غازية،نتيجة لعوامل مختلفة مثل الحرارة أو البرودة، أو نتيجة لبعض التفاعلات، يمكن أن تتغير حالة هذه المادة. تتعامل الفيزياء مع دراسة هذه الظواهر وظروفها وطريقة حدوثها والعوامل التي تؤثر عليها، تعد ظاهرة الاندماج أحد هذه العوامل، وفي الأسطر القليلة التالية سنقدم معلومات كافية وشرحًا دقيقًا لهذه الظاهرة.
تعريف الانصهار وامثلة عليه
الاندماج هو عملية تتغير فيها من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. تسمى المادة المذابة مادة منصهرة، ولكل مادة نقطة انصهار معينة، لذلك تختلف درجة انصهار الجليد عن درجة انصهار الحديد أو أي شيء آخر. فيما يلي بعض الأمثلة على حوادث الاندماج:
- إن تحول الجليد والثلج إلى ماء هو عملية ذوبان تحدث تحت تأثير حرارة الإشعاع الشمسي.
- تتشكل الزبدة عند تعرضها للحرارة مثل نار الموقد عند طهيها تتحول إلى حالة سائلة على شكل زيت.
- انصهار الذهب والمعادن الأخرى.
نقطة انصهار المادة
لكل مادة نقطة انصهار مختلفة، ونقطة الانصهار هي النقطة التي تبدأ عندها المادة في فقدان شكلها الصلب وتصبح في طور سائل. فيما يلي نقاط انصهار أشهر مواد الطبيعة:
- تبلغ درجة انصهار الماء 273 درجة كلفن.
- تبلغ درجة انصهار القصدير 456 درجة كلفن.
- يذوب الحديد عند درجة حرارة عالية تبلغ 1811 درجة كلفن.
- يذوب النحاس عند درجة حرارة 1357.7 درجة كلفن.
- تذوب الفضة عند درجة حرارة 1234 كلفن.
- الذهب تبلغ درجة انصهاره 1337.33 درجة كلفن.
- يذوب الرصاص عند 600.61 درجة كلفن.
العوامل التي تؤثر على درجة انصهار العناصر
تتأثر درجة انصهار كل عنصر بعدة عوامل:
- درجة الحرارة: العلاقة بين درجة الانصهار ودرجة الحرارة هي علاقة مباشرة، حيث يزداد تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة مع زيادة درجة الحرارة.
- الضغط: النسبة العكسية بين شدة الضغط الجوي المطبق على مادة ما ونقطة انصهارها. تؤدي زيادة الضغط إلى خفض نقطة الانصهار والعكس صحيح.
- الرابطة الجزيئية: تزيد شدة رابطة الجزيئات في مادة صلبة من نقطة انصهارها. على سبيل المثال، تحتوي المركبات الأيونية ذات الروابط الكهروستاتيكية بين جزيئاتها على نقاط انصهار عالية نسبيًا.
- الشوائب: إن وجود الشوائب يجعل نقطة الانصهار أقل، حيث تحتاج المادة النقية إلى درجة أعلى لتذوب في حالة سائلة.
الفرق بين الذوبان والانصهار
ما هو ناتج كل من عمليتي الذوبان والانصهار؟ ربما يحدث خلط عند العديد من الناس ظنًا منهم أن الذوبان والانصهار هما وجهان لعملة واحدة، ولكن في الحقيقة لكل منهم معنى مختلف، ففي الانصهار Melting تتحول مادة واحدة فقط من الحالة الصلبة إلى السائلة بفعل الحرارة أو أي عامل آخر من العوامل المؤثرة على الانصهار، وأما الذوبان (بالإنجليزية: Dissolving) فيحدث بين مادتين تحفز الأولى ذوبان الأخرى، والخليط الناتج يتضمن كلا المادتين، وفي ما يأتي أهم الفروقات بينهما:
- يستخدم مصطلح الانصهار للتعبير عن مادة واحدة فقط، بينما يستخدم الذوبان للتعبير عن مادتين مختلفتين. يحدث الانصهار نتيجة لرفع درجة الحرارة، بينما يحصل الذوبان نتيجة خلط مادتين والذي قد يتضمن تغيرات كيميائية.
- يتكون ناتج عملية الانصهار من مادة واحدة منصهرة، بينما يتكون ناتج عملية الذوبان من مادتين مذاب ومذيب حتى لو لم تظهر المادة المذابة.
هل للعدد الذري علاقة بنقطة الانصهار؟
العدد الذري لعنصر ما هو عدد البروتونات في نواة ذرات هذا العنصر. وهو نفس عدد الإلكترونات التي تدور حول النواة وفقًا للمدارات، ولكل منها مستوى طاقة مختلف. تؤدي زيادة العدد الذري لعنصر ما إلى زيادة كتلته المولية، مما يؤدي بدوره إلى زيادة الرابطة بين جزيئات العنصر. لذلك، تزداد نقطة انصهاره، لذلك كلما زاد العدد الذري للعنصر، زادت نقطة انصهاره. على سبيل المثال، عنصر الفوسفور برقم ذري 15 له نقطة انصهار تبلغ 44 درجة مئوية. العدد الذري للزنك هو 30 ونقطة انصهار 420 درجة مئوية.
وفي الختام وبعد ان اجبنا على سؤال تعريف الانصهار وامثلة عليه ، وتعرفنا على معنى درجة الانصهار وهي درجة الحرارة التي تتوازن فيها حالة المادة الصلبة مع السائلة، وكتعبير أدق حين تزداد درجة الحرارة المطبقة على مادة ما فإنها تبدأ عند وصولها درجة الانصهار بالتحول إلى الحالة السائلة تدريجيًا، وتستمر درجة الحرارة بالارتفاع حتى تتحول المادة بأكملها إلى الحالة السائلة وتثبت درجة الحرارة، ومع زيادة درجة الحرارة على المادة السائلة لدرجة محددة تبدأ درجة حرارة السائل نفسه بالارتفاع مجددًا، ومن الجدير بالذكر أن درجة الانصهار تختلف من مادة إلى أخرى تتأثر بالعديد من العوامل.