المزيد عن التحول الطوري

ربما لاحظت الماء يغير حالته. مكعب ثلج يذوب في مشروبك. ماء يتحول إلى بخار عند غليانه. بخار يتحول إلى ثلج في الثلاجة. تغير الحالة: الذوبان والتجمد والتبخر والتكثف والتسامي والترسيب، تعرف بالتحولات الطورية. ليس الماء فقط ما يمر بالتحولات الطورية. في الظروف المناسبة، يمكن لجميع المواد تغيير حالاتها. فكر في ذوبان الزبدة على خبز ساخن. تحول الحمم إلى صخور صلبة. أو سخام يترسب داخل مدخنة. الكثير من أشياء البلاستيك والمعدن والزجاج تُصنع بالتحولات الطورية. لصنع هذه الأشياء، علينا معرفة وقت حدوث التحول الطوري، وأن نتمكن من التحكم به. كيف؟ حالة المادة تعتمد على كمية الطاقة بها. إذا أردنا تغيير حالة المادة، فعلينا إضافة أو إزالة الطاقة. إحدى الطرق لذلك هي بتغيير حرارة المادة. لنأخذ شمعة مثلًا. عندما تحترق الشمعة، ترتفع حرارتها. تنتقل الطاقة في شكل حرارة من الفتيل المشتعل إلى الشمع القريب منه. تتحول تلك الحرارة إلى طاقة حركة في جزيئات الشمع. تكتسب الجزيئات طاقة حركية، وتبدأ في التحرك أسرع فأسرع، حتى تنكسر الروابط بينها، وتبتعد الجزيئات عن بعضها أكثر فأكثر. يذوب الشمع. عندما تنفخ الشمعة، ينطفئ اللهب، وتنخفض الحرارة. تنتقل الحرارة خروجا من الشمع، وتفقد الجزيئات طاقتها الحركية، وتُبطئ. هذا يُسهل على الجزيئات البقاء بالقرب من بعضها البعض وتكوين بنيات ثابتة. يعود الشمع صلبًا. بينما نضيف أو نزيل الحرارة، ترتفع الحرارة أو تنخفض، حتى تصل إلى النقطة التي يحدث عندها التحول الطوري. خلال التحول الطوري، تُستخدم الطاقة لتغيير حالة المادة، بدلًا من تغيير الحرارة. تظل الحرارة نفسها، وتكون المادة في حالتين مختلفتين في نفس الوقت، حتى يكتمل التحول الطوري. هناك نقطتان متمايزتان يحدث عندهما التحول الطوري. الأولى هي عندما تكون المادة صلبة وسائلة في نفس الوقت، وهو ما يحدث عند الذوبان أو التجمد. هذه هي نقطة الذوبان. الثانية هي عند التحول بين السائل والغاز خلال الغليان أو التكثف. هذه هي نقطة الغليان. تحتاج كل مادة لكمية مختلفة من الطاقة للتحول من حالة لأخرى. لذا فالمواد المختلفة لها نقاط ذوبان ونقاط غليان مختلفة. طريقة أخرى لتغيير كمية الطاقة في المادة هي بتغيير الضغط. في الضغط المرتفع تنضغط الجزيئات معًا، وتُجبر على البقاء بالقرب من بعضها. نحتاج لطاقة أكبر لهدم البنية أو إبعاد الجزيئات عن بعضها. لمعظم المواد، كلما ارتفع الضغط، كلما ارتفعت نقاط الذوبان والغليان. الاستثناء الوحيد هو الماء. يذوب الثلج في الضغط المرتفع عند حرارة أقل وليس العكس. في الضغط المنخفض يسهل على الجزيئات الابتعاد عن بعضها. هذا يعني طاقة أقل للمادة لتذوب أو تتبخر. لذا فنقاط الذوبان والغليان تكون أقل. لذا بضبط الحرارة والضغط يمكننا تغيير طاقة المادة، والتحكم في التحولات الطورية في المواد المختلفة وليس الماء فقط.