هل ذوبان الثلج تغير ” فيزيائي ” ام ” كيميائي

[عيسى العنزي]

هل ذوبان الثلج تغير ” فيزيائي ” ام ” كيميائي ؟ “



ما هو التغير الذي يحدث عند ذوبان الثلج

إن ذوبان الثلج ليس تغييراً كيميائياً ، ولكنه بدلاً من ذلك تغيير فيزيائي لأنه يغير الحالة فقط ، لا يزال كل جزيء مكونًا من ذرتين هيدروجين وأكسجين ،ويحدث التغيير الكيميائي عندما تتفاعل مادة مع شيء آخر لتكوين مادة جديدة مختلفة ، بينما يحدث التغيير الفيزيائي عندما لا تتشكل مواد جديدة ، وتشمل الأمثلة على التغيرات الكيميائية الصدأ وحرق الأخشاب ، تشمل أمثلة التغيير المادي تغيير الحالة وتقطيع الورق.



لماذا يذوب الثلج بمعدلات مختلفة في الهواء والماء

بافتراض أن كلا من الهواء والماء لهما نفس درجة الحرارة ، عادة ما يذوب الجليد بسرعة أكبر في الماء ، وذلك لأن الجزيئات الموجودة في الماء تكون أكثر إحكامًا من الجزيئات الموجودة في الهواء ، مما يسمح بمزيد من الاتصال بالجليد ومعدل أكبر لنقل الحرارة ، تزداد مساحة السطح النشطة عندما يكون الجليد في سائل مقارنةً عندما يكون محاطًا بغاز.
يتمتع الماء بسعة حرارية أعلى من الهواء ، مما يعني أن التراكيب الكيميائية المختلفة للمادتين مهمة أيضًا.
العوامل المعقدة في ذوبان الثلج

إن ذوبان الثلج معقد بسبب عدة أشياء ، في البداية تكون مساحة سطح الجليد الذائب في الهواء وذوبان الجليد في الماء هي نفسها ، ولكن عندما يذوب الثلج في الهواء ، ينتج عن ذلك طبقة رقيقة من الماء ، وتمتص هذه الطبقة بعض الحرارة من الهواء ولها تأثير عازل طفيف على الجليد المتبقي.
عندما تذوب مكعب ثلج في كوب من الماء ، فإنه يتعرض للهواء والماء ، يذوب جزء مكعب الثلج في الماء أسرع من الجليد الموجود في الهواء ، ولكن عندما يذوب مكعب الثلج ، يغرق أكثر ، إذا دعمت الثلج لمنعه من الغرق ، يمكنك أن ترى أن جزء الجليد في الماء سيذوب بسرعة أكبر من الجزء الموجود في الهواء.
يمكن أن تلعب العوامل الأخرى دورًا أيضًا: إذا كان الهواء ينفخ عبر مكعب الثلج ، فقد يسمح الدوران المتزايد للجليد بالذوبان في الهواء بشكل أسرع منه في الماء ، إذا كانت درجات حرارة الهواء والماء مختلفة ، فقد يذوب الجليد بسرعة أكبر في الوسط مع ارتفاع درجة الحرارة.
تجربة ذوبان الثلج

أفضل طريقة للإجابة على سؤال علمي هي إجراء تجربتك الخاصة ، والتي يمكن أن تسفر عن نتائج مفاجئة على سبيل المثال ، يمكن أن يتجمد الماء الساخن أحيانًا بشكل أسرع من الماء البارد ، لإجراء تجربة إذابة الجليد اتبع الخطوات التالية:

• جمد مكعبين من الثلج تأكد من أن المكعبات بنفس الحجم والشكل ومصنوعة من نفس مصدر المياه يؤثر حجم الماء وشكله ونقاوته على سرعة ذوبان الجليد ، لذلك لا تريد تعقيد التجربة باستخدام هذه المتغيرات.
• املأ وعاءً من الماء وامنحه وقتًا للوصول إلى درجة حرارة الغرفة.
• ضع مكعب ثلج في الماء والآخر على سطح بدرجة حرارة الغرفة ، واعرف أي مكعب ثلج يذوب أولاً.
• سيؤثر السطح الذي تضع عليه مكعب الثلج أيضًا على النتائج ، إذا كنت في حالة الجاذبية الصغرى كما هو الحال في محطة فضائية ، فقد تتمكن من الحصول على بيانات أفضل لأن مكعب الجليد سوف يطفو في الهواء.
• 
  

العوامل المؤثرة في ذوبان الثلج

هناك عاملان أساسيان يتحكمان في ذوبان الثلج:

• درجة حرارة الهواء
• شدة الشمس

العوامل الثانوية

• الرياح وسرعة الرياح ودرجة حرارة الرياح
• المطر ودرجة حرارة مياه الأمطار وكميتها
• خصائص امتصاص الحرارة للأرض (مثل الصخور والنباتات والتربة الرخوة)
• زاوية الشمس بالنسبة لسطح الثلج
• كثافة الثلج وثباته.

متى يحدث التغير الكيميائي

في أي وقت يتم تصنيع مادة جديدة ، يحدث تغيير كيميائي ، عادة ما يتم الجمع بين مادتين أو أكثر ويتم تكوين مادة جديدة ، يمكن أن ينتج عن التغيير الكيميائي انفجارات مذهلة ، مثل الألعاب النارية ، يصعب اكتشاف بعض التغيرات الكيميائية ، مثل صدأ الظفر.
إذا لاحظت تكوين فقاعات ، أو تغير في اللون أو درجة الحرارة ، فهناك فرصة جيدة لحدوث تغير كيميائي ، ولكن ليس دائمًا ، يمكن للعلماء تحديد ما إذا كان قد حدث تغيير كيميائي من خلال طرح هذا السؤال: هل تشكلت المادة من قبل؟ إذا كانت الإجابة لا ، فهذا تغيير كيميائي.
نظرًا لأن التغييرات الكيميائية تنتج مواد جديدة وهذا أحدى دلائل حدوث التغير الكيميائية ، فلا يمكن التراجع عن معظمها بسهولة ، على سبيل المثال عند حرق الأخشاب ، لا يمكنك حقًا إعادة الغازات إلى سجل بسهولة شديدة ومن هنا نكون تعرفنا كيف يمكن ملاحظة التغيير الكيميائي.
متى تحدث التغيرات الفيزيائية

تأتي التغييرات الفيزيائية في أشكال عديدة ، يمكن أن يكون تغييرًا في شكل أو مظهر شيء ما ، مثل تجعيد قطعة من الورق أو قص شيء ما أو ثنيه أو إذابته.
نظرًا لأن الأشياء لا تصبح مادة مختلفة أثناء التغيير المادي ، فمن السهل عادةً عكس التغيير ، على سبيل المثال ، إذا قمت بإذابة السكر في الماء ، يمكنك بسهولة عكس التغيير عن طريق تبخير الماء من المحلول ، عندما يتبخر كل الماء ، ستترك بلورات السكر.