مقدمة
تعتبر درجة الحرارة التي يتحول عندها الجليد إلى الحالة السائلة من أهم الخصائص الفيزيائية للماء. هذه الدرجة، المعروفة بنقطة الانصهار، لها أهمية كبيرة في العديد من المجالات العلمية والتطبيقية، بدءًا من الأرصاد الجوية وصولًا إلى الصناعات الغذائية. تتساوى نقطة انصهار الجليد مع نقطة تجمده، حيث يشير كلاهما إلى الدرجة التي يحدث عندها التحول بين حالتي الماء الصلبة والسائلة، وتساوي 0 درجة مئوية.
تُعرف الحرارة اللازمة لتحويل كيلوغرام واحد من الجليد إلى ماء عند الضغط الجوي العادي بالحرارة الكامنة للانصهار. تبلغ قيمة هذه الحرارة 3.34 * 105 جول لكل كيلوغرام من الجليد عند درجة حرارة 0 مئوية. ومن الجدير بالذكر أن انصهار الجليد يمثل تغيرًا فيزيائيًا فقط، حيث يقتصر التغير على شكل المادة دون التأثير على تركيبها الكيميائي.
توضيح مفهوم نقطة الانصهار
يمكن تعريف نقطة الانصهار (Melting Point) بأنها الدرجة الحرارية التي تتعادل عندها المادة النقية في حالتيها السائلة والصلبة. بمجرد تجاوز درجة حرارة المادة الصلبة لنقطة الانصهار، تبدأ المادة بالتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة دون أي تغيير في درجة حرارتها. يحدث ذلك نتيجة لزيادة سرعة اهتزاز جزيئات المادة الصلبة نتيجة لامتصاصها للطاقة الحركية، مما يؤدي إلى تفكك هيكلها الصلب وبدء عملية الذوبان. بعد اكتمال ذوبان جميع الجزيئات الصلبة، تبدأ درجة حرارة السائل بالارتفاع بالتزامن مع زيادة درجة الحرارة الكلية.
تجدر الإشارة إلى أن المادة في حالتها الصلبة تكون ذات كثافة أعلى من حالتيها السائلة أو الغازية، وذلك نتيجة لعدم قابليتها للانضغاط.
مقارنة بين درجة ذوبان الجليد ومواد مختلفة
يعرض الجدول التالي مقارنة بين درجة انصهار الجليد ودرجات انصهار مواد أخرى مختلفة:
| المادة | درجة الانصهار (درجة مئوية) |
|---|---|
| الهيدروجين | -259 |
| الأكسجين | -219 |
| ثنائي إيثيل الإيثر | -116 |
| الإيثانول | -114 |
| الماء | 0 |
| الفضة النقية | 961 |
| الذهب النقي | 1063 |
| الحديد | 1583 |
