الفيزياء · المسرد

ما معنى التبريد الفائق والتسخين الفائق؟

تعريف 25.14 الفيزياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 25 — تغيّرات طور مادة نقية

يمكن لطور أن يدوم وراء حدّ توازنه: فالماء السائل يُبرَّد دون 0C0{}^{\circ}\mathrm{C} بلا تجمّد (وهو التبريد الفائق)، ويُسخَّن فوق درجة غليانه بلا غليان (وهو التسخين الفائق)، ويُضغط البخار وراء PsP_s بلا تكاثف (وهو التشبع الفائق). وتقتضي مثل هذه الحالات شبه المستقرة غياب مواقع التنوّي — الغبار، والخدوش، والغاز المنحلّ، وبلورات الجليد — التي يستطيع الطور الجديد أن يبدأ عليها؛ وأيّ اضطراب يقلبها فجأةً ولاعكوسيًّا إلى التوازن.

أمثلة

مثال 25.15 (القارورة المبرَّدة تبريدًا فائقًا)

ماء ساكن عند 8C-8{}^{\circ}\mathrm{C} في قارورة نظيفة، تُطرَق: فتنطلق بلورات الجليد خلاله وتقفز درجة الحرارة إلى 0C0{}^{\circ}\mathrm{C}. والسيرورة كظومة وسريعة، فتجمّد الحرارة المحسوسة cΔTc\,\Delta T النسبةَ x=cΔT/Lf=4.18×8/334=0.10x = c\,\Delta T/L_f = 4.18 \times 8/334 = 0.10 من الماء؛ والإنتروبيا المُنشأة، cln(273/265)xLf/273=124122=+2J/(kgK)c\ln(273/265) - xL_f/273 = 124 - 122 = +2\,\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K})، موجبة كما يجب. والغيوم مملوءة بقطيرات مبرَّدة تبريدًا فائقًا حتى 40C-40{}^{\circ}\mathrm{C}؛ ويستغل ذلك تجمّدُ الطائرات وتلقيحُ الغيوم كلاهما.

اقرأ في الفصل ←