الطاقة وتبدل الأطوار

2011 حالات المادة

آلان بي گوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

عندما تخضع المادة لطور التبدل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، أو من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، يجب على الجسيمات أن تتغلب على قوى التجاذب بين بين جزيئاتها في

حالتها الأصلية. ويُطلق على جسيمات الطاقة المستخدمة للتغلب على قوى التجاذب بين الجزيئات اسم «الطاقة الحركية». أما مصدر هذه الطاقة الحركية فهو الحرارة. فعندما نعرّض مادة ما للحرارة، تمتص جسيمات هذه المادة الطاقة الحرارية التي تزيد من طاقتها الحركية الذاتية، وينبغي أن تتذكر دائماً أن درجة الحرارة هي الوحدة التي نقيس بواسطتها متوسط الطاقة الحركية. لذلك فإن درجة الحرارة تزيد عندما نضيف مزيداً من الطاقة إلى المادة. عندما تخضع

المادة لتغير في الطور من غاز إلى سائل أو من سائل إلى جسم صلب، تبرز أهمية

الطاقة أيضاً. غير أنه لا بد لتلك الجسيمات أن تفقد طاقة حركية، حيث تتحرك الجسيمات ببطء أكثر أثناء تغير الطور، وبما أن الطاقة تؤدي دوراً أساسياً في هذه العملية، فإنها تسمى عملية التفاعل الماص للحرارة. إن تغير المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية يستدعي

كمية من الطاقة أكبر مما تتطلبه المادة نفسها من أجل تغيرها من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة وإن كمية الطاقة التي تمتلكها الغازات تفوق ما تحويه حالات المادة الثلاث. ولابد للمادة أن تكتسب طاقة حركية كافية تمكن الجسيمات من التغلب بشكل كامل على قوى التجاذب بين جزيئات المادة، فالمواد التي تحوي قوى تجاذب بين جزيئية أكثر شدة من باقي المواد، يجب أن تخضع لدرجات غليان عالية جداً، إذ لابد من

توفير كمية كبيرة من الطاقة كي تتحول جسيماتها إلى غاز. يُطلق على مقدار الطاقة اللازمة لتغيير جسم صلب إلى سائل اسم «حرارة الاندماج». كما يطلق على كمية الطاقة اللازمة لتحويل سائل إلى غاز اسم «حرارة التبخر».