- معطاة المادّة: N2H4 ومعلوم أنّ درجة انصهارها هي 0°C ودرجة غليانها هي 114°C. ماذا ستكون حالة المادّة في درجة حرارة:
- 120°C
- 85°C
- 5°C-
يظهر الحلّ في الجدول التالي:
| درجة حرارة الفحص | 120ºC | 85ºC | -5°C |
| حالة المادّة | غازيّة | سائلة | صلبة |
يمكن تفسير ذلك على النحو التالي:
في درجة حرارة 120ºC، تكون المادّة بدرجة حرارة أعلى من درجة غليانها، لذلك فهي غازيّة.
في درجة حرارة 85ºC، تكون المادّة بدرجة حرارة أعلى من درجة انصهارها، لكن أقلّ من درجة غليانها، لذلك فهي سائلة.
في درجة حرارة -5ºC تكون المادّة بدرجة حرارة أقلّ من درجة انصهارها، لذلك فهي صلبة.
- يبيِّن الجدول التالي درجة الانصهار (Tm) ودرجة الغليان (Tb) للمادّة HF:
المادّة درجة الانصهار (Tm) (°C) درجة الغليان (Tb) (°C) HF 83- 20 أكمِلوا في الجدول التالي حالة المادّة في كلّ واحد من درجات الحرارة المعطاة.
انتبهوا إلى أنّ بعض درجات الحرارة تظهر بدرجات كلفن، لذلك يجب تحويلها أوّلًا إلى درجات سلزيوس، ومن ثمّ الإجابة عن السؤال.
| درجة الحرارة | 120°C | 12°C | 20°C- | 122°C- | 83°C- | 0°C | 220K | 153K | 329K |
| حالة المادّة |
الجدول الكامل:
| درجة الحرارة | 120°C | 12°C | 20°C- | 122°C- | 83°C- | 0°C | 220K | 153K | 329K |
| حالة المادّة | غازيّة | سائلة | سائلة | صلبة | صلبة وسائلة | سائلة | سائلة | صلبة | غازيّة |
انتبهوا إلى أن درجات الحرارة الثلاث الأخيرة معطاة بوحدات كلفن، لذلك يجب تحويلها إلى سلزيوس، ووفقًا لدرجة انصهار وغليان المادة، نُحدّد حالة المادّة المفحوصة في درجة الحرارة المعطاة.
مثلًا: درجة الحرارة: 220°K هي -53°C (يجب تنقيص 273)، لذلك في درجة الحرارة هذه، تكون حالة المادّة سائلة. وذلك لأنّ المادّة في درجة الحرارة هذه تكون فوق درجة انصهارها، لكن تحت درجة غليانها.
- طلبتم من شركة مواد كيميائيّة مادّة معيّنة. عندما أحضرَ المرسِل المادّة لكم، كانت موجودة في وعاء عازل، وكانت درجة حرارة المادّة -12°C. تمّ وضع المادّة داخل دورق زجاجيّ مُحْكَم الإغلاق، وبداخله ميزان حرارة أيضًا.
بدأنا بتسخين المادّة. على مدار 15 دقيقة، لم يطرأ أيّ تغيير خارجيّ على المادّة، لكن أظهرَ ميزان الحرارة ارتفاعًا بدرجة الحرارة حتى 14°C. من الدقيقة الـ 15 وعلى مدار الـ 10 دقائق التالية، كانت درجة حرارة المادّة ثابتة. مع انتهاء الـ 10 دقائق هذه، بدأت درجة حرارة المادّة بالارتفاع. وعلى مدار 5 دقائق تقريبًا، ارتفعت إلى 49°C، وتوقّفت لمدّة 18 دقيقة.- ارسموا رسمًا بيانيًّا يصف تغيُّر درجة حرارة المادّة التي طلبتموها، بدلالة زمن التسخين.
- اختاروا عنوانًا للرسم البيانيّ.
رسم بيانيّ يصف التغيُّر بدرجة الحرارة بدلالة زمن التسخين.
- لماذا ترتفع درجة حرارة المادّة؟
تظهر في الرسم البيانيّ مقاطع ترتفع فيها درجة الحرارة، لأنّ إضافة طاقة للمادّة (تسخين المادّة) في هذه المقاطع تؤدي إلى تحرُّك جُسَيمات المادّة بشكل أسرع. ازدياد سرعة تحرُّك جُسَيمات المادّة، ينعكس في ارتفاع درجة الحرارة.
- لماذا تظهر في الرسم البيانيّ مقاطع لا تتغيّر فيها درجة الحرارة؟
تظهر في الرسم البيانيّ مقاطع لا تتغيّر فيها درجة الحرارة بالرغم من إضافة طاقة (تسخين المادّة)، لأنّ حالة المادّة تتغيّر في هذه المقاطع. أيّ أنّ إضافة الطاقة في هذه القاطع تؤدّي إلى انفصال بين جُسَيمات المادّة.
- ما هما درجة انصهار ودرجة غليان المادّة؟
يمكن أن نستنتج من الرسم البيانيّ أنّ درجة انصهار المادّة هي 14°C ودرجة غليانها هي 49°C.
- أيّ حركات تميّز المادّة بدرجة حرارة 0°C؟ علِّلوا إجابتكم.
بدرجة حرارة 0°C، المادّة في الحالة الصلبة لأنّها تحت درجة انصهارها، وهي 14°C. في هذه الحالة، تتميّز المادّة بحركة ذبذبة فقط.
- أمامكم بعض المصطلحات: انصهار، تكثيف، صلبة، سائلة، غازيّة، تبخير (غليان)، نقطة الانصهار (درجة الانصهار)، نقطة الغليان (درجة الغليان).
معطى أيضًا المخطّط التالي:
اكتبوا كلّ مصطلح من لمصطلحات المذكورة في السؤال في المكان المناسب على المخطّط.
- طلبتم من شركة مواد كيميائيّة مادّة معيّنة.
عندما وصلت المادّة، كانت بدرجة حرارة -8°C.
تمّ وضع المادّة في دورق زجاجيّ محكم الإغلاق. تمّ وضع ميزان حرارة داخل الدورق أيضًا. بدأتم بتسخين الوعاء.
على مدار 5 دقائق، لم تلاحظوا تغييرًا خارجيًّا على المادّة، وفي هذا الزمن ارتفعت درجة حرارة المادّة بـ 13°C.
على مدار دقيقتَين بعد ذلك، لم تتغيّر درجة حرارة المادّة (برغم التسخين)، ومن هنا استمرّت درجة الحرارة بالارتفاع لمدّة 8 دقائق إلى أن وصلت إلى36°C.
عند هذه الدرجة، توقّف الارتفاع بدرجة الحرارة لمدة 4 دقائق. بعد ذلك، استمرّت درجة الحرارة بالارتفاع.
- ارسموا رسمًا بيانيًّا يصف التغيُّر بدرجة الحرارة، بدلالة الزمن.
- لماذا لا تتغيّر درجة حرارة المادّة في جزء من الزمن؟
تظهر في الرسم البيانيّ مقاطع لا تتغيّر فيها درجة الحرارة بالرغم من إضافة طاقة (تسخين المادّة)، لأنّ حالة المادّة تتغيّر في هذه المقاطع. في هذه المقاطع، إضافة الطاقة تؤدّي إلى تفكيك الروابط بين جُسَيمات المادّة.
- ما هيما هيما هي أنماط الحركة التي تُميِّز المادّة المعطاة بدرجة حرارة -18°C، وماذا ستكون أنماط الحركة التي ستُميّز المادّة بدرجة حرارة 12°C؟
بدرجة حرارة -18°C المادّة في الحالة الصلبة لأنّها تحت درجة انصهارها، لذلك تتميّز المادّة بحركة ذبذبة فقط (اهتزاز). بدرجة حرارة 12°C، المادّة في الحالة السائلة، لذلك حركتها ذبذبة ودوران أيضًا.
- ما هي درجة انصهار المادّة المعطاة؟
درجة انصهار المادّة المعطاة هي 5°C.
- اكتبوا ميزتَين للمادّة بدرجة حرارة 40°C.
المادّة بحالة غازيّة، لذلك جُزَيئات المادّة تتصادم ببعضها البعض بشكل عشوائيّ، وكذلك بأطراف الوعاء؛ تتحرّك المادّة بحركة إزاحة، حركة دورانيّة وحركة ذبذبة. جُسَيمات المادّة على بُعد أكبر عن بعضها البعض، والروابط (التأثيرات المتبادلة) بين جُسَيمات المادّة ضعيفة.