نقطة الغليان ( Boiling point )
نُقْطة الغَـلَيان هي درجة الحرارة التي يفور (يُخْرج فقاقيع) عندها السائل ويتحول إلى بخار. وعند نقطة الغليان يتساوى الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي. والضغط البخاري هو الضغط المبذول على سطح السائل بوساطة أبخرة السائل. وينتج هذا الضغط عن حركة جزئيات السائل التي تزداد مع زيادة درجة حرارته.
وتعتمد درجة غليان أي مادة على الضغط الجوي. ويتم حساب درجات الغليان على أساس أن الضغط الجوي عند سطح البحر يعادل 101,3 كيلو باسكال، مالم يذكر غير ذلك. ويتناقص الضغط الجوي بالارتفاع عن سطح البحر، وعليه فإن قيم الضغط البخاري المقابلة لنقط الغليان والمطلوبة لحدوث الغليان تتناقص بدورها. وبناءً على ذلك فإن نقطة غليان مادة ما تنخفض مع زيادة الارتفاع عن سطح البحر. وعلى سبيل المثال، فإن نقطة غليان الماء عند سطح البحر تساوي 100°م ولكنها تساوي 72°م على ارتفاع 3,000م فوق سطح البحر.
كيف يؤثر الضغط في الغليان:
عند وضع سائل ما في وعاء مغلق، مع ترك فراغ فوق سطح السائل، يتحول بعض هذا السائل إلى بخار. ويسمى الضغط الناتج عن هذا البخار على سطح السائل بالضغط البخاري. وتثبت قيمة الضغط البخاري عندما تتساوى مع ضغط السائل.ولو فتح الوعاء وكان الضغط الجوي يزيد عن الضغط البخاري، فلا يحدث شيء للسائل على الإطلاق. ويحتجز ضغط الهواء بخار السائل، على سطح السائل مما يؤدي إلى ثبات الضغط البخاري بدرجة كبيرة. ولكن لو كان الضغط الجوي مساويًا أو أقل من الضغط البخاري، فإن السائل يغلي. وأثناء الغليان، تتكون فقاقيع من البخار بداخل السائل وترتفع إلى سطح السائل. وبهذا يدفع البخار الهواء، ويتسرب من الفراغ الموجود فوق سطح السائل. وبسبب تسرب هذا البخار، فإن ضغطه لا يمكن أن يثبت، ويتبخر السائل كله.
وليس ضروريًا أن يصل السائل إلى نقطة الغليان حتى يتبخر كليًا. ويمكن توضيح هذه الحقيقة بوضع بعض الماء البارد في وعاء قليل العمق ووتعريضه للشمس في يوم شديد الحرارة. في هذه الحالة، يزيد الضغط الجوي، عن الضغط البخاري، ولذلك يبقى بخار الماء محتجزًا فوق سطح الماء. ولكن حرارة الشمس تعطي بعض جزيئات البخار طاقة حركية كافية للتغلب على الضغط الجوي والهروب إلى الهواء. وإذا جرف تيار الهواء بدوره جزئيات إضافية من البخار بعيدًا، فإن كميات إضافية من الماء تتحوّل إلى بخار وتزداد سرعة عملية التبخر. ونتيجة لذلك، يجف الماء في الوعاء بسرعة فائقة.
لماذا تختلف درجات الغليان:
تختلف درجات الغليان لاختلاف قوة الربط بين جُزَيْئات مادة ما عن قوة ربط الجزيئات في المواد الأخرى. وكلما زادت قوة الربط بين الجزيئات في مادة ما، انخفض الضغط البخاري لهذه المادة وكلما انخفض الضغط البخاري لمادة ما، ارتفعت نقطة غليانها. فمثلاً، ترتبط جزيئات الماء بعضها ببعض بشدة. ولهذا فإن الضغط البخاري للماء منخفض جدًا، ونقطة غليانه 100°م على العكس من النتيروجين، الذي لا ترتبط جزيئاته معًا بنفس القوة التي ترتبط بها جزيئات الماء، فإن ضغطه البخاري أعلى ونقطة غليانه أقل بكثير (-195,8°م).وبعض المواد تمتاز بوجود روابط قوية جدًا بين جزيئاتها ولا يكون لها في الغالب ضغط بخاري عند جميع درجات الحرارة اليومية. هذه المواد تغلي عند درجات حرارة عالية للغاية. فمثلاً، يتحول الذهب للصورة السائلة عند درجة 1064,43°م ، ونقطة غليانه 2,807°م. بينما نقطة غليان الحديد، الذي يتحول إلى سائل عند 1,535°م، هي 2,750°م.
★ تَصَفح أيضًا: الغاز ؛ الضغط ؛ بخار الماء ؛ درجة الحرارة ؛ البخار.