أي العمليات الآتية تفقد جسيمات المادة خلالها طاقة؟
الإجابة الصحيحة هي: التجمد. فعندما تتحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، تفقد طاقة حرارية تنتقل إلى الوسط المحيط. أما الانصهار والتسامي والتبخر، فتحتاج إلى امتصاص الطاقة لحدوث التحول.
ما المقصود بالتجمد؟
التجمد هو تحول المادة من سائل إلى صلب عند فقدان الحرارة ووصولها إلى ظروف التجمد المناسبة. ومن أشهر أمثلته تحول الماء إلى جليد داخل المجمد.
وخلال هذه العملية، تنتظم جسيمات المادة في تركيب صلب، وتصبح حركتها مقيدة بالاهتزاز حول مواضعها، بدلًا من الانتقال بحرية كما في السائل.
لماذا يفقد الجسم الطاقة أثناء التجمد؟
عند تبريد الماء، تنتقل الحرارة منه إلى البيئة الأبرد. وبعد وصوله إلى درجة التجمد، يستمر فقدان الطاقة اللازمة لإتمام التحول إلى الجليد.
وفي المادة النقية وعند ضغط ثابت، تبقى درجة الحرارة ثابتة أثناء التجمد نفسه، رغم استمرار خروج الحرارة؛ لأن الطاقة ترتبط بتغير ترتيب الجسيمات وتفاعلاتها.
لماذا لا نختار الانصهار؟
الانصهار تحول المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة، مثل ذوبان الجليد. وتحتاج المادة خلاله إلى امتصاص طاقة تساعد جسيماتها على التحرر من ترتيبها الصلب.
ماذا عن التسامي والتبخر؟
التسامي تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الغازية مباشرة، مثل تسامي الثلج الجاف. وهو تحول يمتص الطاقة.
أما التبخر، فهو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الغازية من سطح السائل. وتكتسب الجسيمات التي تتبخر طاقة كافية للتغلب على قوى التجاذب والخروج إلى الحالة الغازية.
كيف نتذكر الإجابة؟
يمكن تذكر أن التجمد يطلق الحرارة إلى المحيط، بينما تمتص التحولات الثلاثة الأخرى الحرارة. ولا يعني فقدان الطاقة توقف الجسيمات عن الحركة تمامًا.
إذن، عند الاختيار بين الانصهار والتجمد والتسامي والتبخر، فإن العملية التي تفقد خلالها المادة طاقة هي التجمد.