السوائل - الطاقة الكيميائية .. الفيزياء
السوائل
عندما تنخفض درجة حرارة الغاز ، يقل متوسط طاقة جزيئاته الى أن تبلغ مستوى ضعيفا ، ويصعب عليها بعد ذلك أن تتغلب على قوى الجذب الموجودة بينها ، فتتحلق حول بعضها البعض ضمن مجموعات متعددة ، وتقل من جراء ذلك حركتها العشوائية . ومع ذلك ، تبقى هذه المجموعات قادرة على الانزلاق بعضها فوق بعض ، وتتخذ شكل الوعاء الموجودة فيه ويصبح الجسم عندئذ سائلا .
تكون الجزيئات في السوائل على حركة مستمرة ، فيتاح لجزئها القريب من سطح السائل ، والمتميز بسرعته ، الافلات من الروابط التي تشده الى القسم المجاور له ، مما يسبب نقصا في الحجم وحدوثا لنوع من أنواع التبخر ويطلق على ضغط الجزيئات الطليقة اسم الضغط البخاري للسائل ، الذي لا تتغير قيمته الا اذا تغيرت درجة حرارته ، فيزداد بارتفاعها ، حتى يصبح في نهاية المطاف مساويا للضغط الجوي ، وذلك عندما تبلغ درجة حرارة السائل نقطة الغليان .
ورغم ان الماء هو اكثر السوائل انتشارا على سطح الكرة . الارضية ، فقد بقي تركيبه غير مفهوم حتى وقت حديث نسبيا .
وهو ، في حالته الغازية ( بخار ) يتركب من جزيئات ثلاثية الذرات . أما في حالتيه السائلة والصلبة ، فان قوى اضافية تتألف بين جزيئاته المتجاورة وتسمى الروابط الهدروجينية .. وهي بمثابة قوى جذب كهربائية لا تتعدى قيمتها عشر قيمة روابط التكافؤ التساهمية ، مهمتها ربط نواة الهدروجين الموجبة في الذرة مع أصغر شحنة سالبة في ذرة الاكسجين التي تنتمي الى الجزيء المجاور . والمعروف أن هذه الشحنة الصغيرة تتكون من جراء ميل الالكترونات في الجزىء الى التحلق حول ذرة الاكسجين . أما في الثلج فتتكون اشكال رباعينة السطوح يكون فيها جزىء الماء محاطا بأربعة جزيئات متماثلة ، وذلك في تركيب يمتد الى ما لا نهاية . هذه البنى ، تنهار بكاملها عندما يذوب الثلج ، وتتفكك الى جزيئات تتجمع من جديد بعضها حول بعض . وهذا ما يجعل الماء أثقل وزنا من الجليد الذي يطفو على سطحه . ولا بد من الاشارة الى أنه رغم تكسر هذه الاجسام الرباعية السطوح اثناء ذوبان الثلج ، تتبقى تجمعات صغيرة من الجزيئات طالما لم تبلغ درجة الحرارة درجة ٤ م . بعد ذلك ، تتبع الكثافة قاعدتها المألوفة فتقل كلما ارتفعت درجة الحرارة ولهذا السبب يتميز الماء بخاصية غير اعتيادية ، وهي ان كثافته تبلغ حدها الاقصى على درجة حرارة ٤ م .وتواصل الروابط الهدروجينية حفاظها على تماسك جزيئات الماء بعضها مع بعض الى حين بدء الغليان على ۱۰۰ م .
( تشكل الروابط الهدروجينية بين جزيئات الماء بنية شبكية مفتوحة ( فوق ) يعيش السمك تحت الجليد الذي يطفو على سطح الماء ( تحت ) .
السوائل
عندما تنخفض درجة حرارة الغاز ، يقل متوسط طاقة جزيئاته الى أن تبلغ مستوى ضعيفا ، ويصعب عليها بعد ذلك أن تتغلب على قوى الجذب الموجودة بينها ، فتتحلق حول بعضها البعض ضمن مجموعات متعددة ، وتقل من جراء ذلك حركتها العشوائية . ومع ذلك ، تبقى هذه المجموعات قادرة على الانزلاق بعضها فوق بعض ، وتتخذ شكل الوعاء الموجودة فيه ويصبح الجسم عندئذ سائلا .
تكون الجزيئات في السوائل على حركة مستمرة ، فيتاح لجزئها القريب من سطح السائل ، والمتميز بسرعته ، الافلات من الروابط التي تشده الى القسم المجاور له ، مما يسبب نقصا في الحجم وحدوثا لنوع من أنواع التبخر ويطلق على ضغط الجزيئات الطليقة اسم الضغط البخاري للسائل ، الذي لا تتغير قيمته الا اذا تغيرت درجة حرارته ، فيزداد بارتفاعها ، حتى يصبح في نهاية المطاف مساويا للضغط الجوي ، وذلك عندما تبلغ درجة حرارة السائل نقطة الغليان .
ورغم ان الماء هو اكثر السوائل انتشارا على سطح الكرة . الارضية ، فقد بقي تركيبه غير مفهوم حتى وقت حديث نسبيا .
وهو ، في حالته الغازية ( بخار ) يتركب من جزيئات ثلاثية الذرات . أما في حالتيه السائلة والصلبة ، فان قوى اضافية تتألف بين جزيئاته المتجاورة وتسمى الروابط الهدروجينية .. وهي بمثابة قوى جذب كهربائية لا تتعدى قيمتها عشر قيمة روابط التكافؤ التساهمية ، مهمتها ربط نواة الهدروجين الموجبة في الذرة مع أصغر شحنة سالبة في ذرة الاكسجين التي تنتمي الى الجزيء المجاور . والمعروف أن هذه الشحنة الصغيرة تتكون من جراء ميل الالكترونات في الجزىء الى التحلق حول ذرة الاكسجين . أما في الثلج فتتكون اشكال رباعينة السطوح يكون فيها جزىء الماء محاطا بأربعة جزيئات متماثلة ، وذلك في تركيب يمتد الى ما لا نهاية . هذه البنى ، تنهار بكاملها عندما يذوب الثلج ، وتتفكك الى جزيئات تتجمع من جديد بعضها حول بعض . وهذا ما يجعل الماء أثقل وزنا من الجليد الذي يطفو على سطحه . ولا بد من الاشارة الى أنه رغم تكسر هذه الاجسام الرباعية السطوح اثناء ذوبان الثلج ، تتبقى تجمعات صغيرة من الجزيئات طالما لم تبلغ درجة الحرارة درجة ٤ م . بعد ذلك ، تتبع الكثافة قاعدتها المألوفة فتقل كلما ارتفعت درجة الحرارة ولهذا السبب يتميز الماء بخاصية غير اعتيادية ، وهي ان كثافته تبلغ حدها الاقصى على درجة حرارة ٤ م .وتواصل الروابط الهدروجينية حفاظها على تماسك جزيئات الماء بعضها مع بعض الى حين بدء الغليان على ۱۰۰ م .
( تشكل الروابط الهدروجينية بين جزيئات الماء بنية شبكية مفتوحة ( فوق ) يعيش السمك تحت الجليد الذي يطفو على سطح الماء ( تحت ) .
تعليق