من سائل إلى غاز

2011 حالات المادة

آلان بي گوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

عندما تُضاف كمية كافية من الحرارة إلى السائل فإنه يبدأ بالغليان ثم يتحول إلى غاز. تسمى درجة الحرارة هذه

«درجة الغليان».

إن تسخين السائل يمنح جزيئاته طاقة حركية كافية تمكنها من الإفلات من قوى التجاذب بين جزيئات السائل الذي

يتحول إلى غاز. ويُطلق على حالة تحوّل السائل إلى غاز اسم التبخر، الذي يشير إلى الغليان ويصف عملية التبخر. فإذا حدث وتركت كأساً من الماء لفترة طويلة، لابد وأنك لاحظت أن حجم الماء قلّ مع مرور الزمن، والسبب هو أن

بعض جزيئات السائل قد تحررت من السائل وتحولت إلى غاز. ويطلق على هذه العملية مصطلح «التبخر»، وعندما يتبخر السائل يتحول إلى غاز من دون أن يغلي. ويُستعان بدرجة الحرارة لقياس متوسط الطاقة الحركية للجزيئات. والواقع هو أن بعض الجزيئات تملك طاقة حركية

تفوق المعدل الوسطي، بينما يقل هذا المعدل في جزيئات سوائل أخرى وإن بعض الجزيئات التي تحتوي على طاقة حركية زائدة تملك طاقة تمكنها

من التغلب على قوى التماسك بين الجزيئات وتنطلق من السائل على شكل غاز، وعند ارتفاع درجة الحرارة يزداد التبخر لأن المزيد من الجزيئات تصبح ذات طاقة كافية تمكنها من الإفلات من السائل. فلو وضعت مقداراً من الماء داخل وعاء ثم أفرغت الوعاء من الهواء الزائد، سيتبخر السائل إلى أن يتوازن ضغط السائل وبخاره، ويُطلق على ضغط البخار عند هذه الدرجة مصطلح «ضغط بخار السائل»، وفي الوقت نفسه، حين تتبخر بعض جزيئات الماء تتكاثف بعض جزيئات البخار المنطلق أو تعود إلى السائل.

أما في حالة التوازن بين الضغط والبخار، يصبح معدل سرعة التبخر ومعدل سرعة التكاثف متساويين. تنتج كافة السوائل بخاراً. وفي السوائل التي تكون قوى التجاذب بين جزيئاتها ضعيفة، لا تحتاج عملية تبخرها إلى طاقة كبيرة. لقد أشرنا من قبل إلى أن كحول التعقيم له لزوجة خفيفة وتوتر سطح منخفض

نظراً إلى ضعف قوى التماسك بين جزيئاته؛ لذلك فإن الكحول يتبخر أيضاً على نحوٍ أسرع من تبخر الماء؛ لأن جزيئاته لا تتطلب كمية كبيرة من الطاقة

للانفلات من السائل.