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.