اثر فشار و ناخالصی روی نقطه ذوب و انجماد
شاید بارها شنیدهاید كه اگر به یخ صفر درجه گرما داده شود آنگاه یخ ذوب میشود.
* به نظر شما آیا در ارتفاعات برف در دمای صفر درجه ذوب میشود؟
* آیا دانشآموزان شهرهای مختلف ایران نقطه ذوب را یكسان به دست میآورند؟
الف) مقداری آب و مقداری آب و نمك را در شرایط یكسان در یخچال قرار دهید تا منجمد شوند. سپس آن ها را خارج كرده و نقطه ذوب هر دو را اندازه بگیرید. آیا نقطه ذوب هر دو یكسان است؟
ب) نقطه ذوب مقداری آب را به دست آورید. آیا صفر درجه است؟ نقطه ذوب را با ارتفاع مكان انجام آزمایش نسبت به سطح دریا مقایسه كنید؟
در تصویرهای زیر سیمی به همراه وزنه به قطعه یخی متصل شده است. این مجموعه در دمای محیط قرار دارد.
به نظر شما چرا سیم داخل یخ فرو می‌رود؟ آیا فشار زیاد سیم باعث ذوب شدن یخ گردیده است؟ آیا افزایش فشار نقطه ذوب را تغییر می‌دهد؟
محفظه بسته شیشه‌ای که در تصویر ذیل مشاهده می نمایید، حاوی مقدار كمی آب است. این مجموعه داخل ظرف یونولیتی قرار دارد. اگر داخل ظرف اكسیژن مایع ریخته شود (یعنی هوای بسیار بسیار سرد) و بر اثر آن فشار هوای داخل محفظه به شدت كم شود آنگاه چه اتفاقی برای آب داخل محفظه روی می‌دهد؟
برای مشاهده پاسخ با دقت به دو شکل زیر نگاه کنید. آیا آب یخ زده است؟
اگر مطالب و آزمایشهای بالا را (كه به راحتی میتوان تجربه كرد) انجام دهید، متوجّه میشوید كه تغییر فشار هوا (تغییر ارتفاع) و كم و زیاد كردن ناخالصی در مواد، روی نقطه ذوب و انجماد آن ها تأثیر میگذارد، به طوری كه افزایش فشار باعث افزایش نقطه ذوب و بالعكس، كاهش فشار باعث كاهش نقطه ذوب اجسام میگردد. به عنوان مثال نقطه ذوب طلا در فشار یك اتمسفر برابر 1067c است كه در شهرهای بالاتر از سطح دریا به خاطر كاهش فشار هوا نقطه ذوب طلا كاهش مییابد. یعنی در دمایی پایینتر از 1067c، طلا ذوب میشود.
تذکر:
البته یخ و چند مورد دیگر استثناء هستند. یخ خالص در فشار یك اتمسفر در دمای 0C ذوب میشود و با افزایش فشار نقطه ذوب آن پایین میآید ( یعنی پایینتر از 0C) و با كاهش فشار نقطه ذوب آن افزایش مییابد (یعنی بالای 0C). به طور مثال در ارتفاعات كه فشار كم است میتوانید یخ هایی با دمای بالای 0C بیابید.
وجود ناخالصی در آب باعث تغییر نقطه ذوب آب میشود به طوری كه با افزایش ناخالصی، نقطه ذوب كاهش مییابد. به عنوان مثال با افزودن نمك در آب میتوان نقطه انجماد آن را به 
رساند.
|  |
آب خالص در حال ذوب | آب و نمك در حال ذوب |
بر همین اساس برای ذوب شدن برف روی زمین وجاده ها مقداری نمک بر سطح آن می پاشند. مانند تصاویر زیر ماشین که حمل نمك و طریقه استفاده از آن را مشاهده می‌كنید.
 |  |
ذوب شدن برف زیر ماشین | ماشین حمل نمك |
در این تصویر نیز فردی را در حال پخش كردن نمك روی زمین یخ زده، مشاهده می‌كنید.
به نظر شما كار وی چه فایده‌ای دارد؟
جواب:
افزودن ناخالصی روی برف، نقطه ذوب را پایین میآورد. بنابراین برف در دمایی پایین تر از 0C شروع به ذوب شدن میكند.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا
