آب در چه دمایی یخ میزند و در چه دمایی می‌جوشد؟

دمای جوش و نقطه انجماد آب از ویژگی‌های اصلی ماده محسوب می‌شوند و در بسیاری از موارد تعیین کننده سایر خصوصیات آن هستند. این موضوع باعث شده تا بررسی این ویژگی‌ها تا حد زیادی حائز اهمیت باشد. 

علاوه‌بر این در بسیاری از صنایع، عملکرد سیستم به نقطه انجماد و دمای جوش آب بستگی دارد، که باید به دقت مورد بررسی قرار بگیرد. 

بعد از حرارت دادن آب، انرژی جنشی مولکلول‌ها افزایش پیدا کرده و دمای جوش آن مشخص می‌شود. در ادامه آب تبخیر شده و هر چقدر مولکول‌های بیشتری از سطح مایع به فاز بخار تبدیل شوند، تبخیر با سرعت بالاتری انجام می‌شود. 

نقطه انجماد آب، دمایی را مشخص می‌کند که در آن مایع به حالت جامد تبدیل می‌شود. بعد از تبدیل آب به حالت جامد، مولکول‌ها آرایش منظمی پیدا می‌کنند که باعث تفاوت مایع نسبت به حالت‌های دیگر می‌شود. 

از آن جایی که نقطه انجماد و دمای جوش آب، می‌تواند در تعیین سایر پارامترها و ویژگی‌های مایع تاثیر گذار باشد، در ادامه به بررسی دقیق آنها می‌پردازیم.

بررسی مفهوم نقطه انجماد آب و فرایند آن 

همان‌طور که همه ما می‌دانیم، آب در حالت عادی به شکل مایع می‌باشد. با این حال امکان تبدیل آب به حالت گاز و جامد وجود دارد. نقطه انجماد، دمایی را نشان می‌دهد که در آن آب به جامد تبدیل می‌شود. این دما زیر صفر است و بعد از کاهش دمای آب تا زیر صفر می‌توانید تغییر فاز را در آن مشاهده کنید. 

با توجه به این، نقطه انجماد آب صفر درجه سانتی گراد یا 32 درجه فارنهایت می‌باشد. با تبدیل آب به حالت جامد، مولکول‌های آب بسیار آهسته حرکت کرده و این موضوع نشان دهنده شروع تشکیل یخ می‌باشد. 
با کم شدن دمای مایع، حرکت مولکول‌های آن به اندازه‌ای کند می‌‌شود، که نیروی جاذبه بین مولکولی باعث تشکیل شبکه بلوری شود. در ادامه مولکول‌ها در شبکه بلور قرار گرفته و آب به حالت مایع تبدیل می‌شود. 

عوامل موثر در کاهش نقطه انجماد

عوامل و پارامترهایی که کاهش نقطه انجماد تاثیر گذار هستند که برخی از آنها شامل موارد زیر می‌شوند: 

1- در صورتی که در آب هر ماده خارجی مثل نمک وجود داشته باشد، سرعت اتصال مولکول‌های آب کاهش پیدا کرده و این موضوع نقطه انجماد را تغییر می‌دهد. بنابراین با افزودن نمک به آب می‌توان سرعت تشکیل یخ را کاهش داد. میزان ایجاد تغییر در نقطه انجماد به میزان نمک اضافه شده به آب بستگی دارد. 

در بسیاری از موارد از نمک برای ذوب یخ استفاده می‌شود، به این دلیل که قیمت پایینی دارد و به فراوانی یافت می‌شود. 

2- با افزودن شکر و الکل به آب هم می‌توانید در کاهش نقطه انجماد آب تاثیر گذار باشید. 

عوامل موثر در افزایش نقطه انجماد آب

افزایش نقطه انجماد آب می‌تواند کار بسیار دشواری باشد. استفاده از الکتریسیته و یا افزودن الکل می‌تواند باعث افزایش نقطه انجماد آب شود. اما در این صورت باید از آب خالص استفاده کرد. 

آب خالص را می‌توانید از فروشگاه‌های مختلف خریداری کرده و یا از دستگاه تصفیه آب برای تولید آن استفاده کنید. 

همان‌طور که گفته شد افزایش نقطه انجماد آب به راحتی انجام نمی‌شود، با این حال دانشمندان روش‌های متفاوتی را در این زمینه مورد بررسی قرار می‌دهند. 

بررسی مفهوم دمای جوش آب و فرایند آن 

انرژی جنشی مولکول‌های آب با حرارت دادن آن افزایش پیدا می‌کند. آب شروع به جوشیدن می‌کند. در نهایت تمام مولکول‌ها انرژی جنشی لازم را برای تبخیر داشته و این موضوع باعث ایجاد بخار آب می‌شود. دمای جوش آب در فشار 1 اتمسفر برابر با 99.97 درجه سانتی گراد می‌باشد. 

افزایش دمای جوش آب

با حل کردن نمک در آب، یون‌های بار مثبت و منفی میزان نیروی بین مولکولی را تغییر می‌دهند. در این حالت کاتیون‌های سدیم به اکسیژن و آنیون‌های کلرید به هیدروژن متصل می‌‌شوند، این موضوع باعث می‌شود برای جدا کردن یون‌ها به انرژی بیشتری نیاز شود. به همین دلیل نیاز به ایجاد حرارت بیشتری برای ایجاد تغییر در حالت آب می‌باشد. 

شاید برای شما جالب باشد که بدانید نقطه انجماد و دمای جوش آب در فضا چقدر است؟ آیا تغییری در شرایط آن ایجاد می‌شود؟ برای دسترسی به اطلاعات بیشتر در این زمینه، مطالعه مقاله "دمای یخ زدن و جوشیدن آب در فضا چقدر است؟" توصیه می‌شود. 

«در سایت آبین تنوع بالایی از محصولات تصفیه آب صنعتی و خانگی بر اساس برند ارائه شده است، در صورت تمایل برای خرید محصول به آدرس www.abin.ir مراجعه کرده و از امکان دریافت مشاوره رایگان مجموعه ما بهره مند شوید.»