درجة التجمد

درجة التجمد Freezing point ، هي درجة الحرارة التي تتحوّل عندها المادة من حالة السيولة إلى حالة التجمد. وتختلف درجة التجمّد (نقطة التجمد) للمواد المختلفة إلى حد كبير. فالزئبق يتجمد عند درجة 38,87°م تحت الصفر ونقطة تجمّد الذهب 1,063°م.

وتتماثل نقطة تجمد المادة النقية ونقطة انصهارها. انظر: نقطة الانصهار. فمثلاً يتجمّد الماء عند درجة صفر مئوية، وينصهر الشكل الجامد للماء، وهو الثلج، عند نفس درجة الحرارة. وحينما تكون المادة النقية عند نقطة تجمّدها يكون السائل والشكل الصلب للمادة في حالة اتزان مع بعضهما. وإذا لم تُضَف حرارة أو تزال فإنهما يبقيان على نفس الحالة إلى الأبد، لأن مقابل كل كمية متجمدة من السائل تنصهر كمية مماثلة من الصلب. وتُسمى الحرارة التي يجب أن تُضاف لصهر وحدة من مادة ما أو تنقص لتجميدها حرارة الاندماج.

يؤثِّر تركيب المادة على نقطة تجمدها، فالمواد النقية مثل العنصر النقي أو المركب البسيط، تتجمد عند درجة حرارة معينة. وعلى النقيض فإن التركيبات المخلوطة التي تتكون من عدة مواد غير متحدة كيميائيًا تتجمد في درجات حرارة مختلفة؛ فالبرونز، وهو إحدى سبائك النحاس والقصدير، يتصلب عندما تنخفض درجة الحرارة من 1,000°م إلى 800°م.

ويُمكن خفض نقطة تجمد معظم السوائل بإضافة مادة أخرى. وهذه الحقيقة هي أساس استخدام مضاد التجمد في مشْعاع السيارات (الرادييتر) أثناء الشتاء. ويحتوي مضاد التجمد على جلايكول الإثيلين الذي تبلغ نقطة تجمده -13°م. ويتجمد مخلوط من أجزاء متساوية من جلايكول الإثيلين والماء عند حوالي 37°م تحت الصفر.

وقد تؤثر الزيادة الكبيرة في الضغط على نقطة التجمد. وترفع زيادة الضغط نقطة تجمد الذهب والزئبق والمواد الأخرى التي تنكمش عند التجمد. وجميع هذه المواد تتجمد وينقص حجمها. ويُسبب الضغط زيادة هذا النقصان، وبذلك تتجمد المواد عند درجة حرارة فوق نقطة التجمد العادية.

وتسبب زيادة الضغط انخفاض نقطة التجمد لعدد قليل من المواد مثل الإثمد والبزموت والماء. ويزداد حجم هذه المواد وتتمدد عندما تبدأ في التجمد. ويمنع ازدياد الضغط المضاف تغير الحجم وحدوث التمدد عند نقطة التجمد العادية. ونتيجة لذلك يُمكن للمواد أن تتجمد في حالة واحدة فقط وهي عندما تنخفض درجة الحرارة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .