21الانصهار والغليان: تغيّرات الحالة

حل التمرين 21.1.

انصهار؛ وتجمّد (تصلّب)؛ وغليان؛ وتكاثف.

حل التمرين 21.2.

درجة الانصهار $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، ودرجة الغليان $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. والشوكولاتة تنصهر قرب $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — وهي درجة حرارة الفم.

حل التمرين 21.3.

$0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — و$0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ أيضًا بعد خمس دقائق: فما دام الثلج والماء يتعايشان تبقى درجة الحرارة مثبَّتة عند درجة الانصهار.

حل التمرين 21.4.

بينما تنصهر مادة أو تغلي تقف درجة حرارتها ساكنة عند المعلم. والدفء كله يُنفَق على تغيّر الحالة نفسه — أي على تحويل السائل بخارًا — لا على الصعود.

حل التمرين 21.5.

صلبة عند $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (دون $60$)؛ وسائلة عند $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (فوق $60$)؛ وصلبة أيضًا عند $35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — وإن كان لوح شوكولاتة في جيب قد انصهر هناك أصلًا.

حل التمرين 21.6.

ليس أسخن: فكلا القِدرين عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، وهي مسطبة الغليان. والدفء الزائد لا يفعل إلا أن يصنع بخارًا أسرع — لهبٌ مبدَّد ومعكرونة واحدة.

حل التمرين 21.7.

من الامتدادين المستويين — أي المسطبتين. فحيثما جرى المنحنى مستويًا والموقد يواصل التسخين كان تغيّر حالة جاريًا.

حل التمرين 21.8.

الذهب ($1064 < 1200$) يُسكب؛ والحديد ($1538 > 1200$) يبقى صلبًا. ويقصّر الفرن عن معلم الحديد بمقدار $1538 - 1200 = 338$ درجة.

حل التمرين 21.9.

الثلج المنصهر يثبّت المشروب عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: فكل دفء وارد يُنفَق على صهر الثلج، ولا شيء منه على تدفئة المشروب. ولا تستطيع درجة الحرارة أن تبدأ الصعود إلا حين تختفي آخر شظيّة.

حل التمرين 21.10.

أرجح ظنّها: أن المادة ثلج — ماء متجمّد. والقانون الذي يجعل المعالم علامات هوية: أن درجتَي انصهار مادة نقية وغليانها لا تتغيّران أبدًا، فمطابقة عددَي الماء بالضبط تعدل التوقيع.

حل التمرين 21.11.

اليقين بأن الماء يغلي دائمًا عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. فهو عاليًا على قمّة يغلي دون ذلك بكثير — ساخنًا لكن لا عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — فالماء “الغالي” أبرد من أن يُنقَع فيه الشاي كما ينبغي. والمتّهم هو الهواء الأرقّ الذي يضغط على الماء ضغطًا أقلّ، كما سيبيّن فصل ضغط الهواء.