أي مما يلي يصف نقطة الغليان؟
نقطة الغليان هي إحدى خصائص الجسم ، ولكل مادة درجة حرارة معينة تصل عندها إلى نقطة الغليان ، والمعروفة باسم نقطة الغليان. إليها عند 100 درجة مئوية.
في الفيزياء ، يتم تعريف نقطة الغليان على أنها درجة الحرارة التي تتحول فيها المادة إلى حالة غازية من الحالة السائلة ، مما يؤدي إلى خروج العديد من الفقاعات بسبب تكوين الغاز. نقطة غليان الماء هي نقطة غليان الكحول والأسيتون وغيرها.
يحدث الغليان بشكل أساسي لمادة ما عندما يتساوى ضغط المادة والضغط الجوي الخارجي المحيط بها ، كما يحدث عندما تحدث حالة مساواة بين ضغط السائل الداخلي والضغط الخارجي المحيط به ، تتشكل الفقاعات ، ثم الغليان يحدث الجسم مما يؤدي إلى تحول المادة إلى الحالة الغازية من الحالة السائلة.
حدد نقطة الغليان
يتم تعريف نقطة الغليان أو نقطة الغليان على أنها الدرجة التي تتغير عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ، ويعتمد مفهوم الغليان بشكل عام على الضغط ، كما هو الحال عندما يصل السائل إلى نقطة الغليان ، يكون ضغط البخار الناتج يساوي الضغط الجوي المحيط.
يختلف الغليان عن التبخر ، فالأخيرة ظاهرة سطحية تتعلق فقط بسطح السائل ، وتحدث عند درجات حرارة مختلفة ، ومعها تبدأ الجزيئات الموجودة على سطح السائل في التبخر ، وذلك بسبب عدم وجوده. ضغط كافٍ للسائل ليتمكن من التقاط تلك الجسيمات ومنعها من الصعود في شكل بخار ، بينما تؤثر نقطة الغليان على سوائل مختلفة وليس فقط جزيئات السطح ، عندما تتحول الجزيئات إلى حالة غازية ، تبدأ الفقاعات في التكون .
هناك ما يسمى بالنقطة الحرجة في الغليان ، وهي النقطة التي تتبخر فيها جزيئات المادة بسرعة ، مما ينتج عنه كثافة متساوية للبخار والسائل ، وتُعرف درجة الحرارة المصاحبة لتلك الحالة باسم درجة الحرارة الحرجة ، و تحدث درجة الحرارة هذه عند نقطة الغليان الضغط الحرج ، لذلك تُعرف النقطة الحرجة أيضًا بالوصول إلى ضغط ودرجة حرارة لا يمكن التمييز بينهما بين السائل والغاز.
العوامل المؤثرة على درجة الغليان
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على درجة الغليان ، ومن أهمها ما يلي:
القوى بين جزيئات السائل
تؤثر القوى بين جزيئات السائل على نقطة غليانه من خلال التحكم في ضغط بخار السائل المستخدم ، وعندما تبدأ جزيئات السائل في التبخر ثم تصطدم بجزيئات الهواء الموجودة أعلى سطح السائل ، فإن هذا الاصطدام يخلق ضغط تصاعدي يسمى ضغط البخار ، وما ينتج عن ضغط البخار يقلل من الضغط الجوي الذي يحدث على جزيئات السائل.
ونتيجة لذلك ، فإن المواد لها ضغوط بخار مختلفة ، وبالتالي تختلف نقطة الغليان. في مثال ، وجدنا أن السوائل ذات ضغط بخار أعلى لها نقطة غليان أقل ، وتعتمد القوى بين الجزيئات في السائل على نوع المجموعة الوظيفية التي يتكون منها السائل.
بما أن الجزيئات السائلة المكونة من الروابط الأيونية هي الأقوى ، فإن الروابط الهيدروجينية تأتي ، تليها المجموعات ثنائية القطب ، وأخيراً قوى فان دير فال ، وهي الأضعف بين جميع الروابط ، وكلما كانت القوى بين الجزيئات السائلة أقوى. ، كلما ارتفعت درجة غليان السائل ، بينما تقل درجة الغليان مع انخفاض هذه القوى.
الضغط
يعد الضغط من أكثر العوامل تأثيرًا في ضغط الغليان ، حيث تعتمد درجة غليان السائل على ضغط بخار السائل المستخدم ، والضغط الجوي ، حيث يبدأ الغليان عند الضغط الجوي المساوي لضغط بخار السائل المستخدم ، والضغط الجوي يعني ضغط الغاز في الغلاف الجوي فوق سطح السائل ، ويتضح من خلال ملاحظة تكثف جزيئات الهواء معًا ، مما يخلق ضغطًا على سطح السائل يمنعه من التبخر.
ويمتد هذا الضغط إلى جزيئات السائل بأكملها ، مما يؤخر بداية الفقاعات ووصول السائل إلى مرحلة الغليان ، لذلك نصل إلى أن الضغط الجوي أقوى ، تزداد كمية الطاقة التي يحتاجها السائل لبدء الغليان ، ولكن عندما ينخفض الضغط الجوي ، سيحتاج السائل إلى نقطة غليان أقل لبدء الحالة الغازية.
غالبًا ما يتم قياس الضغط في ظل ظروف قياسية تساوي الضغط الجوي 1 ، مثل درجة غليان الماء ، والتي تساوي 100 درجة ، ولكن عند الانتقال إلى مناطق عالية مثل قمة الجبل حيث ينخفض الضغط ، فإن نقطة الغليان يصل الماء إلى 72 درجة ، وفيما يتعلق ببخار الضغط ، فإنه يعتمد كليًا على القوى الموجودة بين السائل.
الكتلة الجزيئية للسائل
من أهم العوامل التي تؤثر على درجة غليان مادة ما هي الكتلة الجزيئية للسائل ، والتي تسمى الوزن الجزيئي ، وهي مجموعة الكتل الذرية للذرات في الجزيء ، حيث تزداد نقطة الغليان عندما تزداد درجة غليان المادة. تزداد الكتلة الجزيئية للمواد ، مثل زيادة عدد ذرات الكربون في السائل. مع زيادة درجة غليانها.
يمثل الضغط أهم عامل يؤثر على نقطة الغليان ، حيث يزداد الضغط الجوي معه يزداد ضغط بخار السائل ، وبالتالي تزداد نقطة الغليان ، بينما القوى بين الجزيئات كلما زاد التصادم ينخفض ، ثم ينخفض ضغط البخار. وتزداد نقطة الغليان ، وفي النهاية تؤثر الكتلة الجزيئية على السائل تأثير مباشر على نقطة غليانه.