تمثل نقطة الانصهار أو نقطة الانصهار للجسم درجة الحرارة عند ضغط معين ينتقل عنده عنصر نقي أو مركب كيميائي من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، نقطة التجمد هي الانتقال العكسي.
اقرأ أيضاً تعرف على تاريخ عالم الكيمياء والفيزياء عبر العصور المختلفة
الأجسام النقية
عادة ما يُقاس تحت الضغط الجوي العادي (1 جو) ويوجد تعايش بين الحالة الصلبة والحالة السائلة بين هاتين النقطتين. بالنسبة للمادة النقية، تكون نقاط الانصهار والتجمُّد متساوية نظريًّا وثابتة عند ضغط ثابت.
من المحتمل أن تكون أفضل نقطة انصهار/ تجمُّد معروفة هي نقطة الماء (0 درجة مئوية)، التي تُؤخذ على أنها صفر على مقياس درجة مئوية، وغالبًا ما يُخلط بينها وبين المقياس المئوي.
من الممكن تحديد طبيعة المادة (التعريف) عن طريق قياس درجة الانصهار. ومع ذلك، فإن هذه المعلومات ليست كافية للسماح بالتعرف الرسمي، فقد يكون لكثير من الجزيئات نقطة انصهار قريبة جدًّا.
من ناحية أخرى، فإنه يجعل من الممكن إزالة من مجال الاحتمال الجزيئات التي لها درجة حرارة انصهار مختلفة عن تلك المُقاسة.
تتسيل معظم المواد وتتصلب عند درجة الحرارة نقسها تقريبًا. على سبيل المثال، بالنسبة للزئبق، تكون درجة الانصهار والتجمُّد 234.32 كلفن (-38.83 درجة مئوية).
ومع ذلك، فإن كثيرًا من المواد لها خاصية القدرة على التبريد الفائق وبالتالي يمكن أن تتجمد عند درجة حرارة أقل من نقطة التجمد النظرية. الماء هو مثال على ذلك؛ لأنه يصعب التغلب على الضغط السطحي لجزيئات الماء النقي، ويمكن العثور على قطرات الماء التي تصل إلى -42 درجة مئوية في السُّحب إذا لم تحتوي على نواة متجمدة.
اقرأ أيضاً إلى أين وصلت الكيمياء في حياتنا؟
الديناميكا الحرارية في الأجسام النقية
عندما يُسخَّن جسم صلب نقي، تزداد درجة الحرارة حتى تصل إلى نقطة الانصهار. هناك، تظل درجة الحرارة ثابتة طالما أن الجسم لم يمر بالكامل في المرحلة السائلة؛ لذلك فإن الاختلاف في الطاقة لإحداث اندماج كامل ليس فقط ما يجب إضافته للوصول إلى درجة الحرارة الحرجة ولكن أيضًا الحرارة الكامنة (Lf) لتمريرها إلى الحالة السائلة.
من وجهة نظر الديناميكا الحرارية، يزيد المحتوى الحراري (H) والنتروبيا (S) للمادة (ΔH ، ΔS> 0) عند درجة حرارة الانصهار بطريقة يمكن التعبير عنها أثناء تغيير جسم الكتلة م كما يلي:
ΔH = mLf و \ Delta S = \ frac {mL_f} {T} مما يعطي \ Delta S = \ frac {\ Delta H} {T}
\ L_f الحرارة الكامنة النوعية معبرًا عنها بـ J / kg
ΔH تغير المحتوى الحراري في J
ΔS تباين الأنتروبيا في J / K.
م الكتلة بالكيلوغرام
درجة الحرارة T في K.
اقرأ أيضاً معلومات تعرفها لأول مرة عن الكيمياء والفيزياء وعلوم الكون
سمات الديناميكا الحرارية
على عكس درجة حرارة التبخر (نقطة الغليان)، فإن درجة حرارة الانصهار غير حساسة تمامًا للتغيرات في الضغط؛ نظرًا لأن الأحجام المولية للمرحلة الصلبة والمرحلة السائلة قريبة جدًّا.
عامةً، عندما نبقى في نفس عائلة المركبات الكيميائية، تزداد نقطة الانصهار مع الكتلة المولية. عنصر جدول الفترة مع أعلى درجة حرارة انصهار هو التنجستن عند 3683 كلفن (3410 درجة مئوية) مما يجعله اختيارًا ممتازًا للمصابيح المتوهجة. Ta4HfC5 هو مادة مقاومة للحرارة ذات أعلى نقطة انصهار عند 4488 كلفن (4215 درجة مئوية). في الطرف الآخر من الطيف، يتجمد الهيليوم فقط عند درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق وضغط 20 جوًّا.
لذا فإن نقطة الانصهار هي وسيلة للتحقق من نقاوة المادة، أي شائبة ستؤدي إلى اختلاف درجة انصهار المادة المختبرة.
حالات خاصة للدنياميكا الحرارية
ومع ذلك، فإن الانتقال بين المادة الصلبة والسائلة يحدث في نطاق درجة حرارة معينة لبعض المواد. على سبيل المثال، يذوب أجار أجار عند 85 درجة مئوية ولكنه يتصلب بين 31 درجة مئوية و 40 درجة مئوية من خلال عملية التباطؤ. من ناحية أخرى، لا تحتوي المواد غير المتبلورة عامةً، مثل الزجاج، على نقطة انصهار، لأنها لا تخضع للانصهار الفعلي بل الانتقال الزجاجي.
غالبًا ما يكون للشكلين متعددي الأشكال نقطتا انصهار مختلفتان؛
بالنسبة للجزيئات، نتحدث عن درجة حرارة الانصهار الجزيئي.
بعض المواد ليس لها نقطة انصهار يمكن ملاحظتها. قد يكون هذا بسبب عدة ظواهر:
التسامي، أي الانتقال المباشر إلى الحالة الغازية (على سبيل المثال اليود أو الكربون)؛
تحلل في الحالة الصلبة (مثال على أملاح الديازونيوم)؛
البوليمرات المتصالبة ليس لها نقطة انصهار؛ لأن الربط المتقاطع يمنع السلاسل من الانزلاق بالنسبة لبعضها البعض. بصورة رسمية، "كتلة البوليمر" عبارة عن جزيء واحد فقط.
يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.