انصهار: الفرق بين النسختين

[[ملف:Melting icecubes.gif|200px|left|thumbيسار|تصغير]]

'''الانصهار''' {{لات|Liquefactio}}: هو عملية تؤدي إلى [[تغير حالة]] المادة من الحالة الصلبة إلى حالة سائلة]]. تزداد الطاقة الداخلية للطور الصلب (عادة من جراء تطبيق الحرارة) إلى درجة حرارة معينة (تسمى [[نقطة انصهار|نقطة الانصهار]]) والتي يتحول عندها إلى الطور السائل.السائل، ويسمى الجسم الذي ذاب تمامًاتماماً '''بالمنصهر'''.، ويحدث الانصهار عند درجة الحرارة التي يتواجد عندها الطور الصلب والسائل للمادة النقية في حالة توازن. عند الوصول إلى [[نقطة انصهار|نقطة الانصهار]] سيؤدي المزيد من الحرارة إلى تحول الجسم الصلب تدريجياتدريجياً إلى سائل بدون تغير في درجة الحرارة ،الحرارة، ولكنه أثناء هذه الحالة يحصل على ما يسمى [[حرارة الانصهار]]. '''درجة الأنصهار '''و '''حرارة الانصهار ''' هما خاصتينخاصتان من خواص المادة . حرارة انصهار مادة تكون عند ذوبان جميع المادة الصلبة، فإن الحرارة الإضافية سوف ترفع درجة حرارة السائل.

'''مثال:''' ينصهر الثلج عند درجة حرارة 0 [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]] ، وحرارة انصهاره تساوي 333.500 [[جول]]/[[كيلوغرام|كيلوجرام]]. تلك الحرارة هي اللازمة لتحويل 1 كيلوجرام من الثلج إلى ماء. أثناء عملية التحول تبقى درجة الحرارة ثابتة عند الصفر المئوي حتى يتم تحول كل الثلج إلى ماء.

نقطة الانصهار للمادة الصلبة البلورية هي صفة مميزة للمادة، وتستخدم لتعيين هوية المركبات والعناصر النقية. معظم الخلائط والأجسام غير البلورية (أمورفية = يكون نوزيعتوزيع [[ذرة|الذرات]] فيه عشوائيا بدون تنظيم) تنصهر ضمن مجال من درجات الحرارة.

تعتبر نقطة انصهار المادة الصلبة عمومًا هي نفسها '''نقطة تجمد''' المادة السائلة . وقد يتجمد [[سائل|السائل]] وفق عدة أنظمة بلورية مختلفة ، ولأن الشوائب تخفض درجة حرارة التجمد، فالواقع يفرض أن تكون درجة حرارة التجمد ليست مساوية لدرجة حرارة الانصهار. وبالتالي لتعيين هوية المادة يتم اللجوء إلى درجة حرارة الانصهار. فمثلا، تحتاج بلورات الماء إلى نويات تبدأ حولها تشكل البلورات. فالماء في كأس نظيف سوف يبرد لعدة درجات تحت نقطة تجمده بدون أن يتجمد.

من وجهة نظر [[ديناميكا حرارية|الديناميكا الحرارية]]، يكون التغير في [[طاقة غيبس الحرة|طاقة جيبس الحرة]] للمادة عند [[نقطة انصهار|نقطة الانصهار]] مساويًا للصفر، بسبب ازدياد ال[[إنتالبيةمحتوى حراري|سخانة]] (H) [[الاعتلاجإنتروبيا (توضيح)|والاعتلاج]] (S)ا (ΔH,ΔS> 0). تحدث ظاهرة الانصهار عندما تصبح [[طاقة غيبس الحرة|طاقة جيبس الحرة]] [[حالة سائلةسائل|للحالة السائلة]] أقل منها [[فيزياء الجوامد|للحالة الصلبة]]. وعند ضغوط متنوعة، يحدث هذا في درجة حرارة محددة. ويمكن أيضا أن يكون:

حيث "<math>T</math>"،"<math>\Delta S</math>"، و"<math>\Delta H</math>". هي على التوالي [[درجة حرارة|درجة الحرارة]] عند [[نقطة انصهار|نقطة الانصهار]]، التغيير في [[إنتروبيةإنتروبيا (توضيح)|إنتروبي]] الانصهار، التغيير في [[إنتالبيةمحتوى حراري|سخانة]] الانصهار.

[[ملف:Courbe temps temperature changement etat corps pur.svg|thumb تصغير|left يسار|330px|انصهار مادة صلبة نقية ثم تبخرها بعد تحولها إلى سائل : تغير درجة الحرارة مع زيادة زمن التسخين .]]

عندما نقوم بتسخين مادة صلبة نقية تبدأ درجة حرارته في الارتفاع حتى تصل إلى [[نقطة الانصهار]] وتحول الحرارة التي يمتصها الجسم الصلب إلى سائل . خلال تلك الفترة تظل [[درجة الحرارة|درجة حرارة]] النظام ثابته حتى تتحول كل المادة الصلبة إلى [[سائل|حالة سائلة]] ([[تحول طوري|تحول الطور]] ). وبعدما تتحول كل قطعة المادة الصلبة إلى سائل تبدأ درجة حرارة السائل في الزيادة مع استمرار التسخين . ويستمر ارتفاع درجة حرارة السائل بمواصلة التسخين حتى تصل درجة حرارته إلى [[نقطة الغليان]] ، وعندها يبدأ السائل يتحول إلى [[بخار]] . وهذا أيضا هو تحول طوري آخر .

خلال عملية التبخير تبقى درجة حرارة النظام ثابتة . فمثلا بالنسبة للماء تظل درجة حرارة الماء الذي يغلى ثابته عند درجة 100 [[درجة حرارة مئوية|درجة مئوية]] حتى يتحول كل الماء إلى بخار . في هذه الاثناء يختزن البخار الحرارة التي اكتسبها خلال تحوله من [[سائل|حالة سائلة]] إلى طور [[غاز|حالة غازية]] في هيئة [[حرارة كامنة]] .

كمية الحرارة اللازمة لانصهار مادة تسمى [[حرارة الانصهار|حرارة انصهار]] أو [[انثالبي الانصهار]] أو الحرارة الكامنة للانصهار ، وهي تقاس [[جول]]/[[مول]] ، أو تقاس جول/[[كيلوغرام|كيلوجرام]] .

ويبين الشكل البياني تغير درجة الحرارة (المحور الرأسي) للمادة الصلبة مع زمن التسخين (المحور الأفقي) . ونرى ثبات درجة الحرارة عند تحول المادة الصلبة إلى سائل ، وكذلك ثبات درجة الحرارة عند نقطة الغليان أثناء تحول السائل إلى بخار .

! style="background-color: #bbb" | حرارة الانصهار (ألف [[جول]]/[[كيلوغرام|كيلوجرام]])

| [[ألومنيوم|الألمونيوم]] || 398 || 10,7<ref>W.B. Frank, W.E. Haupin, H. Vogt, M. Bruno, J Thonstad, R.K. Dawless, H. Kvande, O.A. Taiwo: ''Aluminium'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a01_459.pub2}}</ref>

| [[رصاص|الرصاص]] || 23,4 || 4,85<ref>C.A. Sutherland, E.F. Milner, R.C. Kerby, H. Teindl, A. Melin, H.M. Bolt: ''Lead'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a15_193.pub2}}</ref>

| [[كروم|الكروم]] || 325 || 16,93<ref>J.H. Downing, P.D. Deeley, R. Fichte: ''Chromium and Chromium Alloys'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a07 043}}.</ref>

| [[حديد|الحديد]] || 268 || 15,0

| [[ذهب|الذهب]] || 63 || 12,4

| [[غرافيت|الجرافيت]] || 16750 || 201

| [[كادميوم|الكادميوم]] || 55 || 6,2<ref>K.-H. Schulte-Schrepping, M. Piscator: ''Cadmium and Cadmium Compounds'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a04_499}}.</ref>

| [[بوتاسيوم|البوتاسيوم]] || 63 || 2,5

| [[كوبالت|الكوبلت]] || 291,8 || 17,2<ref>J.D. Donaldson, D. Beyersmann: ''Cobalt and Cobalt Compounds'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a07_281.pub2}}.</ref>

| [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]] || 180 || 7,9

| [[نحاس|النحاس]] || 210 || 13,3<ref>A. Lossin: ''Copper'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a07_471}}.</ref>

| [[مغنيسيوم|المغنسيوم]] || 373 || 9,1

| [[منغنيز|المنجنيز]] || 264 || 14,5

| [[صوديوم|الصوديوم]] || 113 || 2,6<ref>A. Klemm, G. Hartmann, L. Lange: ''Sodium and Sodium Alloys'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a24 277}}</ref>

| [[نيكل|النيكل]] || 301 || 17,7

| [[فسفور|الفسفور]] || 21 || 0,7

| [[بلاتين|البلاتين]] || 100 || 19,5

| [[زئبق|الزئبق]] || 11,81 || 2,37<ref>M. Simon, P. Jönk, G. Wühl-Couturier, S. Halbach: ''Mercury, Mercury Alloys, and Mercury Compounds'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a16 269.pub2}}</ref>

| [[أكسجين|الأكسجين]] || 13 || 0,2

| [[فضة|الفضة]] || 105 ||11,3

| [[سيليكون (توضيح)|السيليكون]] || 1803,7 || 50,66<ref>W. Zulehner, B. Neuer, G. Rau: ''Silicon'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a23_721}}</ref>

| [[هيدروجين|الهيدروجين]] || 59 || 0,06

| [[تنجستن|التنجستن]] || 191,3 || 35,2<ref>E. Lassner, W.-D. Schubert, E. Lüderitz, H.U. Wolf: ''Tungsten, Tungsten Alloys, and Tungsten Compounds'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a27_229}}</ref>

| [[زنك|الزنك]] || 113 || 7,4<ref>G.G. Graf: ''Zinc'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a28_509}}</ref>

| [[قصدير|القصدير]] || 59 || 7,03<ref>G.G. Graf: ''Tin, Tin Alloys, and Tin Compounds'' in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, {{DOIدوي|10.1002/14356007.a27_049}}</ref>

الانصهار غير المتوافق {{إنج|Incongruent melting}} هو تمييع مادة صلبة يتصاحب بتفكك أو تفاعل المادة الصلبة مع المادة المنصهرة لتعطي مادة صلبة أخرى وطور سائل يختلفان بتركيبهما عن المادة الصلبة الأصلية. مثال، مادة [[إنستاتيت|إنستاتايت]](''Enstatite'')، وهي [[سيليكات المغنزيوم]] [[مغنسيوممغنيسيوم|Mg]][[سيليكون|Si]][[أكسجين|O]]₃، تنصهر بشكل غير متوافق عند ضغط منخفض لتشكل [[فورسترايت]] (''Forsterite'') والتي هي نوع آخر من [[سيليكات المغنزيوم]] [[مغنسيوممغنيسيوم|Mg]]₂[[سيليكون|Si]][[أكسجين|O]]₄، وسائل غني بال[[سيليكون|سيليكا]] [[سيليكون|Si]][[أكسجين|O]]₂. عند ضغط يتراوح بين 2,5 و 5,5 كيلوبار، يصبح انصهار [[إنستاتايتإنستاتيت|الإنستاتايت]] متوافقًا.

* [[نقطة الغليان|درجة الغليان]]

* [[حرارة تبخر|حرارة التبخر]]

* [http://www.britannica.com/ الموسوعة البريطانية] تم الوصول إلى هذا الموقع بتاريخ 7 أكتوبر 2008