11.12
تسخين مادة معينة أو تبريدها يؤدي إلى تغيرات في درجات الحرارة،يتبعه تغيرات في مراحل المادة. تسخين مادة معينة يزيد من الطاقة الحرارية لجزيئاتها،وهذا ينعكس على شكل ارتفاع في دراجات الحرارة،إلى أن تصل إلى نقطة تحول. عندما تمتص المادة ما يكفي من الحرارة،فإن قوى الجذب الرابطة بين جزيئاتها يتم التغلب عليها،مما يؤدي إلى مرحلة تحول عند درجة حرارة ثابتة.
عندما يكتمل التحول،يتسبب التسخين بارتفاع في درجة الحرارة مجددًا. عند التوقف عن تسخين المادة،فإن الانخفاض في الطاقة الحرارية لجزيئات المادة يقابله انخفاض في درجة الحرارة،إلى أن تصل إلى نقطة تحول. وبعد ذلك تبقى درجة الحرارة ثابتة،نتيجة إعادة تشكل قوى بين جزيئية أقوى من السابقة،أثناء التغيير المرحلي.
سلوك مادة ما استجابة للتغيرات في درجة حرارتها يمكن تمثيله باستخدام منحنيات التسخين أو منحنيات التبريد،حيث يوضع التغيير في درجة الحرارة في مخطط بياني كدالّة على الحرارة المضافة أو المخفضة. تأملوا دورقًا مملوءًا بمكعبات الجليد،بدرجة حرارية 20 مئوية مبدئيًا. مع تدفق الحرارة إلى الدورق،فإن درجة حرارة الجليد ترتفع على نحو ثابت.
كمية الحرارة التي يجري امتصاصها لتدفئة الجليد تعتمد على السعة الحرارية للجليد. عند الوصول إلى نقطة ذوبان الجليد،تتوقف درجة الحرارة عن الارتفاع رغم التدفق المستمر للحرارة. آثار الحرارة التي جرى امتصاصها تضعف القوى البين جزيئية إلى أن يذوب الجليد كليًا ويتحول إلى ماء سائل.
الخط البياني لتوازن المادة الصلبة مع حالتها السائلة من خصائص التحول المرحلي عند درجة حرارة ثابتة. التغير في قيمة المحتوى الحراري،ما بين بداية ونهاية الخط البياني،يدل على مقدار الحرارة اللازمة لعملية الذوبان،أو بعبارة أخرى،المحتوى الحراري لانصهار الماء. بعد اكتمال عملية الذوبان،فإن الحرارة التي يتم امتصاصها تتسبب بارتفاع خطي مماثل في درجة الحرارة.
السعة الحرارية الخاصة بالماء تحدد كمية الحرارة التي يتم امتصاصها. عند نقطة الغليان،تتوقف درجة الحرارة عن الارتفاع. وعوضًا عن ذلك تساهم الحرارة الممتصة في التغلب على قوى الجذب التي تربط بين جزيئات الماء إلى أن يتبخر الماء كليًا.
الخط البياني لتوازن سائل وبخاره يمثل التحول المرحلي عند درجة حرارة ثابتة. التغير في المحتوى الحراري بين بداية ونهاية الخط البياني،هو المحتوى الحراري لتبخر الماء. بعد أن يتحول جميع السائل إلى بخار،يؤدي استمرار التسخين إلى ارتفاع درجة الحرارة من جديد.
عندما تتعرض مادة— معزولة عن بيئتها— لتغيرات الحرارة، يتم ملاحظة التغيرات المقابلة في درجة الحرارة وطور المادة؛ يتم تمثيل ذلك بيانياً بواسطة منحنيات ال…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.