اثر گرما بر مواد از نگاه تصاویر

مروری بر اثر گرما بر مواد -(2)

در یک ماده ی مایع انرژی تمام ذرات یکسان نیست،‌

بعضی از ذرات این ماده در اثر برخورد با یکدیگر

 تندتر حرکت میکنند و بعضی کندتر.

 ذراتی که در سطح مایع اند و دارای انرژی زیادتر هستند

 میتوانند فرار کنند و به فضای بالای مایع بروند.

 این ذرات به صورت گاز در می آیند

 و به این پدیده فرآیند تبخیر می گویند.

خشک شدن لباس، چروکیده شدن برگ درختان در گرما 

نمونه هایی از تبخیر هستند.

 حال اگر به مایع گرما دهیم

 ذرات داخل مایع هم به اندازه ی کافی انرژی پیدا میکنند

 تا بر نیروی جاذبه ی بین ذرات غلبه کنند. 

این پدیده را فرآیند جوشش می گویند.

 دمایی که مایع در آن دما شروع به جوشیدن میکند

نقطه ی جوش می نامند. 

در این دما هرچه به جسم گرما بدهید، 

فقط باعث میشود تا ذرات مایع به بخار تبدیل شوند

 و دمای مایع بالاتر نمی رود. 

مواد مختلف نقطه ی جوش متفاوتی دارند، 

در فشار یک اتمسفر نقطه ی جوش آبC  ْ100 

و نقطه ی جوش اتانُل C  ْ 78 است .

 وقتی فشار محیط تغییر کند، نقطه ی جوش تغییر میکند. 

مثلاً در ارتفاعات که فشار هوا کمتر است 

نقطه ی جوش آب پایین می آید. 

پس ناخالصی نقطه جوش را بالا می برد. 

یکی از مزایای ضدیخ در رادیاتور هم همین است.

 در یک ظرف روباز دمای مایع از نقطه جوش بالاتر نمی رود

 بنابراین برای زودتر پخته شدن غذا شعله چراغ را زیاد نکنید.

همانطور که در بالا اشاره شد 

 نقطه جوش به فشار هوا بستگی دارد

بنابراین در مناطق کوهستانی نقطه جوش پایین تر است.

اما اگر ذرات بخاری که از سطح مایع فرار کرده اند 

انرژی خود را از دست بدهند دوباره مایع میشوند 

که به این پدیده میعان می گویند.

به عبارت دیگر میتوان ساده تر  گفت:

میعان یعنی :

مایع شدن و یا تبدیل بخار یا گاز به مایع 

مثالهای که میتوان برای پدیده  میعان نوشت عبارتند از:

تشکیل شبنم، مه، تشکیل ابر و بارش ، 

تشکیل قطرات آب برروی شیشه ای پنجره در زمستان 

نمونه هایی از عمل میعان هستند.

میعان هم مانند انجماد با از دست دادن گرما همراه است 

بنابراین گرماده محسوب میشود.

بعضی از اجسام مستقیماً از حالت جامد به گاز تبدیل میشوند

مانند نفتالین به این پدیده تصعیدمی گویند.

 فرآیند عکس تصعید، یعنی تبدیل گاز به جامد 

چگالش نام دارد که در مورد نفتالین اتفاق می افتد.

تشکیل برفک یخچال و تشکیل برف در آسمان

نمونه هایی از عمل چگالش هستند.

برفک یخچال هنگامی تشکیل میشود که بخار آب حاصل از 

مواد غذایی و میوه ها و سبزیجات درون یخچال به اطراف جایخی 

که دمای آن کمتر از نقطه انجماد آب است برخورد کنند.

مروری بر اثر گرما بر مواد -(1)

همه با نگاه کردن به اطرافمان می بینیم که 

مواد در دمای معمولی به سه حالت 

جامد، مایع و گاز وجود دارند. 

با تغییرات دما حالت مواد تغییر میکند 

شما بار ها در زندگی  شاهد بسیاری از

 این تغییر حالتها در محیط اطراف خود  بوده یا هستید.

در جسم جامدی مانند آهن  یا یخ  مولکولها به هم نزدیک،

 جنبش مولکولها کم و جادبه بین آنها زیاد است. 

اگر جسم جامد گرم شود جنبش و فاصله مولکولها افزایش 

و ربایش آنها کم میشود.

 اگر جسم جامد به اندازه کافی گرم شود 

ربایش مولکول ها به اندازه ای کم م شود که میتوانند آزادانه

حرکت کنند در این صورت جامد به مایع تبدیل میشود

 این تغییر حالت ذوب نامیده میشود.

شما در منزلتان بارها شاهد ذوب شدن یخ جامد به آب مایع بودید. 

بنا براین میتوان گفت :

ذوب یعنی تبدیل جامد به مایع بر اثر گرما

پس یخ در دمای صفر درجه به مایع تبدیل میشود

 پس نقطه ذوب آن صفر درجه سانتی گراد است .

چون برای انجام این تغییر حالت گرما جذب میشود

به آن گرماگیر گفته میشود.

موادی که نقطه ی ذوب پایینی دارند 

نیروی بین ذرات آن ها ضعیف است 

و به سادگی به مایع تبدیل میشوند 

ولی موادی مثل نقره که نقطه ذوب بالایی دارند

 نیروی جاذبه بین ذرات آن ها بسیار زیاد است

  و برای شکستن این نیروی جاذبه به گرمای زیادی احتیاج است.

 مثلا جیوه در دمای معمولی مایع است 

چون نیروی جاذبه بین ذرات آن بسیار کم است 

و در دمای c 39- به جامد تبدیل میشود 

ولی  تنگستن که از آن در ساختمان لامپ ها استفاده میشود،

 نقطه ی ذوبی برابر c 3380 دارد و به سادگی ذوب نمیشود.

انجماد:

 اگر مایعی به اندازه کافی سرد شود

 جنبش و فاصله مولکولها کم و ربایش مولکولها افزایش می یابد

 تا جایی که مولکول ها دیگر نمیتوانند آزادانه حرکت کنند 

در این صورت مایع به جامد تبدیل میشود 

به این تغییر حالت انجماد می گویند.

بنابراین میتوان گفت:

انجماد یعنی تبدیل مایع به جامد

چون  این تغییر حالت با از دست دادن گرما همراه است

 آن را گرماده می گویند.

در ضمن در موادی که نقطه ذوب معین دارند همواره

نقطه انجماد  همان ماده مساوی با نقطه ذوب همان ماده است.

در مورد آب نقطه ی ذوب و انجماد دمای صفر درجه است.

 نقطه ی ذوب و انجماد هر مایع مقدار معینی است 

اما بعضی مواد هنگام تبدیل از

حالت جامد به مایع کم کم نرم میشوند

مانند قیر ،شیشه و کره که وقتی گرم میشوند

ابتدا نرم میشوند و از حالت جامد خارج می گردند.

 سپس در اثر گرم شدن بیش تر کم کم بطور کامل 

به حالت مایع در می آیند.

 این گونه مواد نقطه ی ذوب معینی ندارند 

و اصطلاحا گفته میشود که این مواد ذوب خمیری دارند.

 مثلا شیشه از دمای حدود 300 درجه سلسیوس به تدریج از

 حالت جامد خارج و نرم میشود، اگر آنرا باز هم گرم کنیم

 سرانجام به طور کامل مایع و روان میشود.

فیزیک به زبان ساده - اثر گرما بر مواد