ملتقى الفيزيائيين العرب - هل يمكن أن نغلي الماء بوساطة الثلج ..؟!

إن بعضنا سيجيب على ذلك بما يلي: /إذا لم يكن باستطاعتنا أن نغلي الماء في داخل الماء المغلي فكيف إذاً سنغليه في الثلج / لكن لنكن غير متسرعين في الإجابة ولنكمل تجربتنا السابقة في محاولتنا غلي الماء داخل القنينة بالماء الموجود في قدر ( هل يمكن أن نغلي الماء بواسطة الماء المغلي؟ ).

لنملأ القنينة إلى منتصفها بالماء ولنغمرها في الماء المالح المغلي بالطبع و حسب ما سبق سيغلي الماء في داخل القنينة , نرفع القنينة من القدر ونسد فوهتها بسرعة بسدادة من الفلين معدة سابقا" لهذا الغرض و لنقلب القنينة ولننتظر إلى أن يتوقف غليان الماء الموجود في داخلها وبعد طول هذه اللحظة نصب الماء المغلي على الزجاجة وستجد أن الماء مع ذلك لن يغلي مجدداً فيها ولكن عند وضعنا على قاعدة الزجاجة قليلاً من الثلج أو إذا صببنا على الزجاجة ماء بارداً فقط فسنرى بأن الماء يبدأ بالغليان ...!! و هكذا فعل الثلج ما لم يفعله الماء المغلي.

ومما يزيد من حيرتنا أنه لن نشعر بحرارة عالية عندما نلمس الزجاجة بينما نشاهد الماء بأم عيننا و هو يغلي في داخلها ! إذاً أين يكمن السر ..؟؟ .

إن السر يكمن في قيام الثلج بتبريد جدران القنينة الزجاجية ونتيجة لذلك يتكثف البخار و يتحول إلى قطرات من الماء ولما كان الهواء قد طرد من القنينة الزجاجية قبل ذلك في مرحلة الغليان فإن الماء الموجود في داخلها أصبح الآن نتيجة للعوامل السابقة يتعرض لضغط يقل عن السابق بكثير و من المعروف أنه عند تقليل الضغط المؤثر على السائل فإنه يغلي عند درجة حرارة أقل من درجة غليانه الطبيعية بكثير ( تعقيب : أي أصبح الماء بإمكانه أن يغلي بدرجة حرارته الحالية في القنينة ) و هكذا يكون لدينا في داخل القنينة الزجاجية ماء مغلي و لكنه غير حار.

فإذا كانت جدران القنينة الزجاجية رقيقة جداً فقد يؤدي تكثف البخار في داخلها إلى ما يشبه الانفجار ذلك لأن ضغط الهواء الخارجي . عندما لا يلاقي مقاومة كافية من داخل القنينة يمكنه أن يحطمها في الحال ( و بهذه المناسبة فإن كلمة " انفجار " غير مناسبة في هذه الحالة ).

ولهذا من الأفضل استخدام قنينة كروية الشكل مثل دورق محدب القعر لكي يضغط الهواء الخارجي على الجزء المحدب. والأكثر أماناً إجراء هذه التجربة باستخدام علبة من الصفيح و بعد أن نغلي في داخلها قليلاً من الماء نسد فتحتها بإحكام و نصب عليها ماء باردا" و سوف نرى بأن العلبة المحتوية على بخار الماء ستتجمد في الحال تحت تأثير الضغط الخارجي للهواء و ذلك لأن البخار في داخلها قد تكثف و تحول إلى ماء بعد أن تعرض للتبريد و ستبدو العلبة بعد ذلك مجعدة كما لو أننا قد طرقناها بمطرقة ثقيلة .

عن كتاب الفيزياء المسلية في تفسير وتوضيح بعض الظواهر والألغاز للدكتور: محمد حبيب