ما هو جهاز نقطة الانصهار نقطة الانصهار هي أحد المفاهيم المعروفة في عالم الفيزياء والكيمياء لأنها موضوع شائع في المجال العلمي وله العديد من الاستخدامات والتعريفات والعديد من الأجهزة التي تقيس درجة الانصهار تم اختراعها واستخدامها في كثير المناطق.
في هذه المقالة سوف نذكر تعريف نقطة الانصهار والجهاز المستخدم لقياسها.
جدول المحتويات
نقطة الانصهار
يُعرّف الذوبان بأنه النقطة أو الوقت الذي تستغرقه المادة لرفع درجة حرارة المادة التي يمكن أن تحولها من حالتها الصلبة إلى حالتها السائلة، أو عند هذه النقطة تذوب المادة.
عند نقطة الانصهار، تكون حالات المادة السائلة والصلبة في حالة اتزان، ونقطة الانصهار لها العديد من العوامل التي تؤثر عليها، والتي تتمثل في حجم وشكل الماء، ونوعية الجزيئات التي يحتوي عليها، ودرجة التواجد. من الشوائب في هذه المادة، بالإضافة إلى الضغط المحيط بالمادة وقت الذوبان.
يتم تحديد نقطة الانصهار عند ضغط 1 جو أو 100 كيلو باسكال، وهي وحدة قياس الضغط الجوي. وعلى عكس نقطة الانصهار، توجد نقطة التجمد التي تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، ونقطة الانصهار من المادة في بعض الأحيان نقطة التجمد.
انظر أيضًا: ذوبان الذهب في المنزل
جهاز نقطة الانصهار
مقياس نقطة الانصهار هو أداة تستخدم لتحديد نقطة انصهار المادة، وهي النقطة الزمنية التي تتغير فيها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
هناك العديد من أجهزة نقطة الانصهار، بما في ذلك أنبوب Thiel وجهاز Fisher-Jones وجهاز نقطة الانصهار التلقائي (أو الإلكتروني).
إنها الأجهزة المعروفة لقياس درجة الانصهار وقد تم استخدامها على نطاق واسع بسبب كفاءتها في القياس، وعمل العديد من الباحثين والعلماء في علوم المواد والفيزياء والكيمياء على اختراعهم والوصول إلى طريقتهم.
كيف يعمل مقياس درجة الانصهار؟
تصميم الجهاز عبارة عن عينة توضع في أنبوب شعري وتوضع في الجهاز ثم تسخن عليه بالتسخين في فرن أو حمام ماء ساخن أو حمام زيت ساخن.
عندما ترتفع درجة الحرارة وتصل إلى حد معين تختلف فيه خصائص المادة وتنتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، في تلك اللحظة يتم ضبط درجة الانصهار، مما يؤثر على حالة المادة.
أي أنه مسجل درجة حرارة يبدأ بتسجيل درجة الحرارة المتوسطة المطلوبة للحصول على نقطة الانصهار أو المادة قيد الدراسة.
كمثال على أجهزة قياس نقطة الانصهار، نأخذ أنبوب Thiel، الذي يتكون من أنبوب زجاجي مملوء بالزيت، ويتم تسخينه فوق اللهب، وفي فتحة الأنبوب على جانب مقياس الحرارة الزئبقي، يتم وضع المادة أو العينة المراد فحصها، ويجب وزن الميزان قبل أن يصبح ساخناً أثناء عملية التسخين.
عن طريق تسخين الزيت ورفع درجة الحرارة، تبدأ حالة المادة في التغير، ويقيس مقياس الزئبق درجة الحرارة، وهي نقطة الانصهار التي تتغير فيها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، وهي حالة الذوبان.
أمثلة على عمليات الاندماج
هناك العديد من الأمثلة التي توضح نقطة الانصهار وانتقال المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة: درجة انصهار وتجميد الزئبق هي 234 كلفن أو 38 درجة مئوية.
على سبيل المثال، بعض المواد لها درجات حرارة انصهار وتجميد مختلفة، على سبيل المثال، يذوب أجار عند 85 درجة مئوية ويتجمد عند 31 درجة مئوية، ويحدث ذوبان الجليد عند ضغط جوي 1 باسكال، بينما درجة مئوية 32 درجة فهرنهايت، وهذا ما يسمى نقطة التجمد.
مثال آخر هو التنجستن، الذي له أعلى نقطة انصهار عند درجة حرارة 3414 درجة وبالتالي فهو يستخدم في المصابيح الكهربائية بسبب تحمله العالي للحرارة.
على سبيل المثال، الكربون مادة لا تذوب عند الضغط الجوي العادي، ولكنها تنتقل مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون الوصول إلى الحالة السائلة عند الضغط الجوي العادي، ويجب أن يكون لها ضغط 10 باسكال للتحول إلى a إلى تحويل السائل.
تختلف درجة الانصهار باختلاف نقاوة المادة لأن درجة انصهار المواد النقية أعلى من درجة انصهار المواد غير النقية.
وعندما يتم خلط مادتين وحالة اندماجهما، تكون درجتهما أعلى من درجة الاندماج المنفصل لكل مادة.
شاهد أيضاً: ما هي نقطة انصهار الجليد؟
ما هي نقطة الانصهار؟
مفهوم علمي يعتمد على وصفه وتوضيحه، تعتبر نقطة الانصهار هي درجة الحرارة التي يتم عندها جعل الحالة الصلبة في حالة توازن مع الحالة السائلة.
مع ارتفاع درجة حرارة مادة ما، تتغير تدريجيًا من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
وإذا واصلنا تسخين المادة ورفع درجة الحرارة، فسوف تتحول تمامًا إلى حالة سائلة.
كما ذكرنا سابقًا، تختلف درجة حرارة انصهار المادة حسب الدرجة، نظرًا لأن العوامل التي تؤثر على المادة هي:
- تختلف نقطة الانصهار حسب نوع جزيئات المادة المراد صهرها.
- كلما انخفض الحجم الجزيئي للمادة، انخفضت درجة الحرارة عن غيرها التي تحتوي على جزيئات كبيرة في المادة.
- حيث يحتاج إلى درجة حرارة عالية ليذوب.
- القوة الجاذبة هي أيضًا أحد العوامل التي تؤثر على نقطة الانصهار، ومن هنا تأتي الروابط الكهروستاتيكية.
- لأنه كلما كانت جزيئات الجاذب أقوى متصلة ببعضها البعض، زادت درجة حرارة الانصهار المطلوبة.
- والعكس صحيح، فكلما انخفض الارتباط والتجاذب بين جزيئات المادة، انخفضت درجة الحرارة اللازمة لصهرها.
- تعتبر نسبة الشوائب عاملاً مهمًا يؤثر على درجة حرارة انصهار المادة.
- كلما ارتفع مستوى الشوائب في المادة، زادت درجات الحرارة المطلوبة.
- وذلك لفصل الشوائب عن المادة والحفاظ على درجة حرارة الانصهار.
- على العكس من ذلك، في المواد ذات الشوائب القليلة، فإنها لا تتطلب درجات حرارة انصهار عالية.
- عامل الضغط الجوي هو أحد العوامل التي تؤثر على درجة حرارة انصهار المادة.
- كلما زاد الضغط الجوي الذي يمارس على المادة، انخفضت درجة حرارة انصهار المادة.
- حيث تذوب المادة بسهولة مع زيادة الضغط الجوي.
الفرق بين الذوبان والانصهار
قد يخلط الكثير من الناس بين عملية الذوبان وعملية الذوبان حيث يعتقد معظم الناس أنهما شيء واحد بينما كل من هاتين العمليتين لها خصائصها الخاصة:
- أثناء عملية الذوبان، تتغير المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية عند درجات حرارة عالية.
- والعديد من العوامل المذكورة وهي درجة تماسك الجسيمات والضغط الجوي والشوائب وغيرها.
- يحدث الذوبان بين مادتين يتسبب في إذابة إحداهما الأخرى.
- يتم ذلك عن طريق خلط المادتين، مذيب ومذاب.
- يتم الذوبان بواسطة مادة واحدة بينما يتم الذوبان بخلط مادتين.
- يتطلب الذوبان درجة حرارة عالية بينما الذوبان لا يتطلب درجة حرارة.
- عند الذوبان، تتشكل مادة سائلة واحدة.
- ينتج عن الذوبان وجود مادتين مختلطين معًا.
ومن هنا أوضحنا الفرق بين الحل والدمج وأزلنا اللبس بين الناس من خلال توضيح مفهومهم.
شاهد أيضاً: نقطة تجمد الماء في النظام الدولي
تم تحديد العديد من خصائص الانصهار مسبقًا وتم شرح جهاز تحديد درجة الانصهار وذكر أنواعه.
وكيف يعمل كل جهاز تم ذكر خصائص الانصهار والعوامل التي تؤدي إلى الذوبان، بالإضافة إلى تأثيرها على درجة حرارة انصهار المادة، وتم القضاء على الخلط بين ذوبان وانصهار المادة.