---
title: "الانصهار والغليان: تغيّرات الحالة"
book: "الفيزياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية"
subject: physics
language: ar
chapter: 21
exercises: 11
source: https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/21-melting-and-boiling-changes-of-state
---

# الفصل 21 — الانصهار والغليان: تغيّرات الحالة

تعرف منذ سنوات أن الدفء يصهر الثلج ويغلي الماء. لكنك تملك الآن [ميزان حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) — ولميزان الحرارة خبر مذهل يبلّغه من داخل دلو الثلج المنصهر: فبينما [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) الثلج *تأبى* [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) أن تتحرّك. فلنشاهد تغيّرات الحالة القديمة بعينين جديدتين.

## 21.1 الأسماء على أصولها

تنال تغيّرات حالة الماء الآن أسماءها الراشدة، وهي صالحة لكل مادة لا للماء وحده. فمن الحالة الصلبة إلى السائلة: *الانصهار*. ومن السائلة إلى الصلبة: *التجمّد* (ويُسمّى أيضًا التصلّب). ومن السائلة إلى الغازية: *الغليان* حين يحدث بسرعة وبفقاعات كبيرة، [والتبخّر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-evapcond) حين يحدث في هدوء من السطح. ومن الغازية إلى السائلة: [التكاثف](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-evapcond). وكل مادة في العالم — الماء والشوكولاتة والحديد والذهب — تستطيع أن تلعب هذه اللعبة، كل واحدة عند درجات حرارتها هي.

**تعريف 21.1 (درجة الانصهار).**

*درجة انصهار* مادة هي [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) التي تنصهر عندها — وهي أيضًا [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) التي [يتجمّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) عندها سائلها راجعًا. وهي للماء $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. ولكل مادة درجتها الخاصة: فالشوكولاتة تنصهر قرب $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (وهي [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) الفم — وليست مصادفة، فاسأل أي صانع شوكولاتة)، وشمع الشموع قرب $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، والحديد لا [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) إلا عند $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$.

**تعريف 21.2 (درجة الغليان).**

*درجة غليان* مادة هي [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) التي تغلي عندها. وهي للماء $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. ولكل مادة درجتها الخاصة مرة أخرى — ولهذا يستطيع طاهٍ متأنٍّ أن يُذهب الماء غليانًا بينما يبقى الزيت في المقلاة نفسها سائلًا هادئًا.

**مثال 21.3 (قراءة العالم بعددين).**

لماذا يكون لوح الشوكولاتة صلبًا على الرفّ ($20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$) وسائلًا في جيبك في نزهة صيفية ($35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$)؟ لأن درجة انصهاره، قرب $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، تقع *بين* العددين. فالمادة صلبة دون درجة انصهارها، سائلة فوقها — حتى تبلغ درجة غليانها، فتغادر غازًا. عددان يحكيان قصة أي مادة كلها عند أي [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature).

## 21.2 ميزان الحرارة العنيد

**طريقة 21.4 (كيف تراقب انصهار الثلج على أصوله).**

1. املأ وعاءً بثلج مجروش أو ثلج متساقط واغرز فيه [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) ؛ وانتظر ثم اقرأ: $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ؛
2. وأدخِل الوعاء إلى المطبخ الدافئ واقرأ [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) كل بضع دقائق بينما [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) الثلج؛
3. وواصِل القراءة حتى بعد اختفاء آخر شظيّة ثلج بوقت طويل.

والخبر: أن [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) يقف عنيدًا عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ طوال [الانصهار](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) — والماء والثلج معًا في الوعاء. ولا تبدأ [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) بالصعود إلا حين تنصهر *آخر* قطعة ثلج.

**قضية 21.5 (قانون المسطبة).**

بينما تغيّر مادةٌ حالتَها — انصهارًا أو غليانًا — تقف درجة حرارتها ساكنة عند المعلم، مهما اجتهد الموقد. فالدفء الوارد كله يُنفَق على تغيّر الحالة نفسه، ولا شيء منه على الصعود. فالصلب [والسائل](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) يتعايشان عند [درجة الانصهار](#def-g4-changes-of-state-melting-point)؛ [والسائل](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) [والغاز](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-gas) عند [درجة الغليان](#def-g4-changes-of-state-boiling-point).

![قِدر ثلج على موقد ثابت، كما يحكيه ميزان الحرارة: تصعد درجة الحرارة، ثم تقف عند 0\, C بينما ينصهر الثلج، ثم تصعد من جديد، ثم تقف عند 100\, C بينما يذهب الماء غليانًا. (والصعود الأحمر الأخير للبخار.)](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/fig-ef39ef7c00a9.svg)

*قِدر ثلج على موقد ثابت، كما يحكيه [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature): تصعد [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature)، ثم تقف عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ بينما [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) الثلج، ثم تصعد من جديد، ثم تقف عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ بينما يذهب الماء غليانًا. (والصعود الأحمر الأخير للبخار.)*

![غليان مضطرب: تتكوّن فقاعات بخار الماء داخل السائل وتنفجر عند السطح — وميزان الحرارة طوال ذلك واقف ساكن عند درجة الغليان.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/img-2d214253a51f.jpg)

*غليان مضطرب: تتكوّن فقاعات بخار الماء داخل [السائل](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) وتنفجر عند السطح — [وميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) طوال ذلك واقف ساكن عند [درجة الغليان](#def-g4-changes-of-state-boiling-point).*

**مثال 21.6 (المسطبة في المطبخ).**

ولهذا يطبخ الماء الغالي برفق والماء الغالي بعنف المعكرونةَ في الزمن نفسه: فكلا القِدرين عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ بالضبط — والعنيف لا يفعل بدفئه الزائد إلا أن يبدّده بخارًا أسرع. ولهذا يبقى المشروب مع مكعّبات الثلج عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ حتى آخر شظيّة: فالثلج المنصهر يثبّت [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) عند المعلم.

**ملاحظة 21.7 (عدد لا تراه العين).**

لولا [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) ما حزر أحد المسطبة: فالقِدر يبدو أشدّ نشاطًا فأشدّ، ودلو الثلج يبدو أهدأ فأهدأ، [ودرجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) في كليهما واقفة كالصخر. وهذا انتصار آخر [للقياس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/7-measuring-length#def-g2-measuring-length-measure) على الظاهر — وأحد أوائل المفاجآت العظيمة التي سلّمتها الأجهزة إلى العلم.

## 21.3 كل مادة تحفظ معالمها

**قضية 21.8 (المعالم علامات هوية).**

[درجة انصهار](#def-g4-changes-of-state-melting-point) مادة نقية ودرجة غليانها لا تتغيّران أبدًا: فالماء [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ اليوم وغدًا، في قصر أو في خيمة. والمعالم جزء من هوية المادة — محفوظة حفظًا يمكّن عالمًا من التعرّف على مادة مجهولة [بقياس](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/7-measuring-length#def-g2-measuring-length-measure) أين تنصهر وأين تغلي.

**مثال 21.9 (الشمعة والمسبك).**

شمعة إلى جانب المدفأة تنهار وتقطر: فقد تجاوز الشمع درجة انصهاره قرب $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. وفي مسبك يسكب العمّال حديدًا سائلًا برتقالي التوهّج مثل الحساء — وقد تجاوز فرنُهم $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. اللعبة نفسها، ومعالم شديدة الاختلاف: فما تفعله المدفأة بالشمع لا يفعله بالحديد إلا فرن. والذهب [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) عند $1064\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: وقد عرف الصاغة هذا العدد، في أيديهم إن لم يكن بالدرجات، منذ آلاف السنين.

![معالم بعض المواد المألوفة، بالدرجة السلسيوسية (والخطّ مضغوط — فعلامة الحديد تقف حقًّا على خمسة عشر ضعف بُعد علامة الماء). ولكل مادة أعدادها الخاصة، دائمًا.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-changes-of-state/fig-e2abc8e23996.svg)

*معالم بعض المواد المألوفة، [بالدرجة السلسيوسية](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) (والخطّ مضغوط — فعلامة الحديد تقف حقًّا على خمسة عشر ضعف بُعد علامة الماء). ولكل مادة أعدادها الخاصة، دائمًا.*

## 21.4 تمارين

**تمرين 21.1 ★.**

أعطِ الاسم على أصوله: من الصلبة إلى السائلة؛ من السائلة إلى الصلبة؛ من السائلة إلى الغازية بفقاعات كبيرة؛ من الغازية إلى السائلة على نافذة باردة.

**حل التمرين 21.1.**

[انصهار](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze)؛ [وتجمّد](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) (تصلّب)؛ وغليان؛ [وتكاثف](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-evapcond).

**تمرين 21.2 ★.**

ما معلما الماء، [ودرجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) كل منهما؟ وما [درجة انصهار](#def-g4-changes-of-state-melting-point) الشوكولاتة تقريبًا؟

**حل التمرين 21.2.**

[درجة الانصهار](#def-g4-changes-of-state-melting-point) $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$، [ودرجة الغليان](#def-g4-changes-of-state-boiling-point) $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. والشوكولاتة تنصهر قرب $34\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ — وهي [درجة حرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) الفم.

**تمرين 21.3 ★.**

وعاء فيه ثلج وماء معًا، وقد حُرّك جيدًا. فماذا يقرأ [ميزان الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature)؟ وماذا سيقرأ بعد خمس دقائق إن بقي بعض الثلج؟

**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](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) مثبَّتة عند [درجة الانصهار](#def-g4-changes-of-state-melting-point).

**تمرين 21.4 ★.**

اذكر قانون المسطبة. وإلى أين يذهب دفء الموقد بينما يغلي الماء، ما دامت [درجة الحرارة](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) لم تعد تصعد؟

**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](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/14-solids-liquids-gases#def-g3-solids-liquids-gases-liquid) بخارًا — لا على الصعود.

**تمرين 21.5 ★.**

الشمع [ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) قرب $60\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. أالشمعة صلبة أم سائلة: في غرفة جلوس عند $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$؟ إلى جانب لهب يدفئها إلى $80\,{}^{\circ}\mathrm{C}$؟ في عليّة صيفية عند $35\,{}^{\circ}\mathrm{C}$؟

**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.

**تمرين 21.6 ★.**

تُطبخ المعكرونة في ماء يغلي برفق. فيرفع بابا اللهب إلى أقصاه فيغلي القِدر بعنف. أصار الماء أسخن الآن؟ وماذا ينتج الدفء الزائد بدل ذلك؟

**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.

**تمرين 21.7 ★.**

في بيان المسطبة في الفصل، كيف تكتشف تغيّرَي الحالة من غير أن تقرأ كلمة واحدة؟

**حل التمرين 21.7.**

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

**تمرين 21.8 ★.**

[ينصهر](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) الحديد عند $1538\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ والذهب عند $1064\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. وفرن يعمل عند $1200\,{}^{\circ}\mathrm{C}$: فأيّ المعدنين يُسكب فيه مثل الحساء، وأيّهما يبقى صلبًا؟ وبكم درجة يقصّر الفرن عن الآخر؟

**حل التمرين 21.8.**

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

**تمرين 21.9 ★.**

لماذا يبقى المشروب مع مكعّبات الثلج بارد الجودة نفسها حتى آخر شظيّة ثلج — ولا يبدأ بالدفء إلا حينئذ؟

**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](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/15-temperature-and-thermometers#def-g3-temperature-thermometers-temperature) أن تبدأ الصعود إلا حين تختفي آخر شظيّة.

**تمرين 21.10 ★★.**

تتلقّى عالِمة مادة صلبة بيضاء مجهولة. فتجد أنها تنصهر عند $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ بالضبط وأن سائلها يغلي عند $100\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ بالضبط. فما أرجح ظنّها في المادة — وأيّ قانون يجعل المعالم تصلح بطاقات هوية؟

**حل التمرين 21.10.**

أرجح ظنّها: أن المادة ثلج — ماء متجمّد. والقانون الذي يجعل المعالم علامات هوية: أن درجتَي [انصهار](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/9-ice-water-steam#def-g2-ice-water-steam-meltfreeze) مادة نقية وغليانها لا تتغيّران أبدًا، فمطابقة عددَي الماء بالضبط تعدل التوقيع.

**تمرين 21.11 ★★.**

يبلّغ متسلّقو الجبال أن الماء عاليًا على القمم العظيمة يغلي وهو *بالكاد* أسخن من أن يُلمس — وأن شايهم لا يُنقَع كما ينبغي أبدًا. فأيّ يقين يومي في حقّ الماء الغالي ينهار هناك؟ (والسبب مختبئ في [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) نفسه، وسيمسكه فصل لاحق عن ضغط [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air).)

**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](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air) الأرقّ الذي يضغط على الماء ضغطًا أقلّ، كما سيبيّن فصل ضغط [الهواء](https://one-course.com/books/physics/1/ar/chapter/10-air-around-us#def-g2-air-around-us-air).