ماذا يحدث عندما يذوب الثلج
عندما يحدث ذوبان الثلوج ، يصبح ماء وعادة سوف تذوب عشر بوصات من الثلج في بوصة واحدة من الماء حيث أن الكمية الفعلية تعتمد على سمك الثلج وعلى عكس المطر ،
وكما يبدو أن تخزين مكعبات الثلج لساعات أو أكثر لاستخدامها في الحفلات أو الأحداث مهمة مستحيلة ،
نظرا للعوامل الجوية والأجواء المحيطة قد تؤدي إلى سرعة ذوبان الثلج.
كيفية المحافظة على الثلج من الذوبان
يمكنك المحافظة على الثلوج ، وتقليل فترة ذوبانها عن طريق عدة حيل منهما :
- يمكنك أن تستخدم حاويات فاتحة اللون فابحث عن صناديق الثلج أو دلو الثلج ويكون ذات الألوان الفاتحة
- التي تكون المصنوعة من مادة عاكسة لعملية الضوء ، حيث تمتص الألوان الفاتحة حرارة أقل بكثير من الألوان الغامقة ،
- وبالتالي تعمل على منع الجليد من عملية الذوبان السريع.
- حاول أن يكون الدلو أو الحاوية التي تضع بها الثلوج مصنوعة من مادة النايلون أو مادة الستايروفوم حيث أنهما يساعدان
- على الحفاظ على صندوق الثلج أو الدلو المصنوع من إحدى المادتين على الثلج في درجة حرارة ليوم كامل على الأقل ،
- مع العلم أيضاً أن طالما أن الحاوية البلاستيكية محمية من أشعة الشمس المباشرة ،
- فيمكن أن تظل باردة من الليل إلى الصباح .
- وحاول الابتعاد عن استخدام الصناديق أو الدلاء التي تكون مصنوعة من المعدن نظراً لأنها تحتفظ بالحرارة
- ولن تحافظ على الثلوج لفترة طويلة.
- قم بتغطية صندوق الثلج أو الدلو بورق الألمنيوم حيث أثبتت الدراسات ،
- أن السطح العاكس لرقائق الألومنيوم يمكن أن يمنع ذوبان الثلوج لفترة أطول من المواد الأخرى ،
- فقبل أن تضع مكعبات الثلج في صندوق الثلج لاستخدامه في الحفلات ،
- يمكنك وضع طبقة من رقائق الألومنيوم في صندوق الثلج (سواء كان صندوقًا أو دلوًا).
- يمكنك لف صندوق الثلج باستخدام منشفة ، فإذا لم يكن لديك صندوق ثلج أو دلو جيد ،
- ضع الثلج في الحاوية ولف الوعاء بداخله بمنشفة أو بطانية نظيفة ،
- حيث يساعد هذا على أن يبقى هذا الثلج باردًا لفترة أطول لأنه سيقوم بمنع الثلوج من الذوبان سريعاً.
طريقة صنع الثلج
- اولا صنع الثلوج مستخدماً الغاز
خذ وعاءً بلاستيكيًا وضعه في الماء ، ضع الأشياء المراد تبريدها في كيس بلاستيكي يكون مغلق بإحكام ،
يتم وضعه في وعاء بلاستيكي به ماء.
ملحوظة:
عند استخدام هذه الطريقة ، يجب الانتباه إلى عدم وجود الأطفال ، والحذر عند التنفيس في الوعاء ،
لأن هذا الغاز الممزوج بالغاز غير مناسب للشرب أو الاستهلاك.
- ثانياً صنع الثلوج مستخدماً أسيد الصوديوم
يمكنك صب كمية مناسبة من كبريتات الصوديوم في الماء المغلي ، وقم بتحريك بصورة مستمرة ثم نضعه في كوب ،
ونتركه يبرد في الثلاجة ، ثم يصب في وعاء عميق.
- ثالثاً صنع الثلوج مستخدماً الكبريت
المكونات:
كوب ماء ، الكبريت ، أعواد مصاصة ، ملح.
الطريقة:
نقوم بوضع الملح في الكأس ، وبعد ذلك نقوم بإشعال أحد طرفي المصاصة ونقوم بسد الطرف الآخر ،
ثم بعد ذلك نقوم بوضع الطرف المشتعل في الماء لمدة خمس ثواني.
- رابعاً صنع الثلوج مستخدماً المصاصة
نقوم بوضع الملح في وعاء من الماء والتقط ماصة ثم ضع إصبعك على أحد طرفي الماصة واشعل الطرف الآخر ،
ثم قم بوضع الطرف الساخن في الوعاء مع أخذ الحذر وأبعد أصابعك عن الطرف الآخر ثم انتظر لمدة خمس ثوانٍ ،
ثم أزل الماصة بسرعة.
تأثير الملح على تجمد الماء
كما نعلم جميعًا أن الماء يتكون من ذرة أكسجين واحدة وذرتين هيدروجين ، مما يتسبب في تجمد السائل الشفاف عند درجة صفر مئوية ، كما تصل لنقطة غليانها 100 درجة مئوية وضغطها 1 جو ،
كما يتكون ملح الطعام من كاتيونات الصوديوم (ذرات الصوديوم موجبة الشحنة) وأيونات الكلور يد (ذرات الكلور سالبة الشحنة) ، فالاثنان مرتبطان بروابط أيونية ،
فإذا قمت بخلط الملح بالماء ، تختفي الرابطة على الفور ، وتفصل الأيونات عن بعضها البعض ، وبعد ذلك ،
تحيط الأيونات التي تتوسطها جزيئات الماء والصوديوم والكلور في شكل كروي ، والتي تسمى المذابات.
كما أن المياه العذبة تتجمد عندما تصل لدرجة حرارة صفر ، حيث تعمل على تشكيل الثلوج ، وهي الحالة الصلبة للماء ومع ذلك ، هذا لا يعني أن السائل سيختفي تمامًا ،
كما تتطلب قواعد الكيمياء الحفاظ على التوازن بين المادة الصلبة والمادة السائلة ، وذلك يكون من خلال التعايش بنسب ثابتة وفقًا للتغيرات في درجة الحرارة والضغط ،
حيث وجدنا طبقة رقيقة من الماء السائل تغطي الجزء المتجمد ومع ذلك ، فلا يمكن أن نعتبر التوازن الحالي ثابتًا ، وبدلاً من ذلك ، شهدت انتقالًا دائمًا من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة ،
بما يعادل انتقالًا مشابهًا بنفس الطريقة في الاتجاه المعاكس ، وبالتالي الحفاظ على هذا التوازن.
فإذا تمت إضافة الملح ، سيؤدي إلى تغيير الطبقة السائلة بشكل أساسي حيث تعمل الجزيئات التي تكون موجودة في الماء على إذابة الملح المضاف ،
مما يساعد على تقليل كمية الماء المتدفقة من السائل إلى الحالة الصلبة ، و نظرًا لأن جزيئات الماء السائل المحاطة بأيونات الملح تميل إلى الذوبان ،
فإنها تميل إلى التجمد في حالة التوازن الموجودة بالفعل ، ومن ناحية أخرى ، يستكمل تحويل الماء المجمد إلى سائل ،
مما يؤدي إلى كسر التوازن وإمالة توازن الماء المجمد باتجاه السائل ، مما يتسبب في ذوبان الثلوج شيئًا فشيئًا.
طريقة ذوبان الثلج
يذوب الثلج عند تسخينه ، لأن الحرارة تجعل جزيئات الماء تتحرك بسرعة ، أكبر مما كانت عليه فيؤدي ذلك إلى إضعاف وكسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء ،
مما يؤدي إلى تكوين ماء سائل ومن المتعارف عليه أنه عندما تمتص جزيئات الماء الطاقة ، يعمل الثلج على المحافظة على البرودة والصلابة لفترات طويلة في مركزه ، نظرًا لأنه يذوب بشكل أسرع من الخارج ويتم تسخينه باستمرار لجعل درجة حرارة الماء تتجاوز نقطة الغليان 100 درجة مئوية ، فإن الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الهيدروجين تنكسر تمامًا ، مما ينتج عنه بخار الماء.
درجة انصهار الثلج
الأساس العلمي لذوبان مكعبات الثلج هو درجة الحرارة التي تقع عندها مكعبات الثلج ، وطالما ظلت درجة الحرارة أقل من الصفر مئوية ، فإن مكعبات الثلج ستبقى مجمدة وصلبة ،
كما يمكن تغيير حالة الماء من هذه الحالة عن طريق تغيير درجة الحرارة ، وذوبان الجليد هو الانتقال من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة ، وهو عكس عملية التجميد ، فعندما يوضع الثلج بشكل مباشرة في أشعة الشمس ،
فإنه يتسبب في ارتفاع درجة حرارته ويفقد قدرته على التصاق جزيئاته ، وهذا هو سبب خصائص تجمد الماء ، يذوب الجليد عند نفس درجة تجمد الماء وهي صفر درجة مئوية ، وتبلغ درجة انصهار الجليد حوالي 333500 جول لكل كيلوغرام من الجليد.