התכה היא שינוי מצבו של חומר ממצב מוצק למצב של נוזל. ניתן להתיך מתכות על ידי חימום לחום גבוה מאד, באמצעות תנור התכה. התכה של כסף למשל, היא בטמפרטורה של 350 מעלות. כשהוא נחשף לחום זה, הכסף עבר ממצב מוצק למצב נוזלי.

רבים קוראים להתכה בטעות "המסה". זו טעות כיוון שגם כשקרח "נמס" הוא בעצם מותך למים או נוזל.

חמאה במחבת, קרח במשקה, שעווה בנר דולק ומתכות בתנור - כל אלה הם רק חלק מהחומרים המוצקים שהופכים בחום גבוה לנוזל.


הנה התכה של תכשיטי זהב ישנים לזהב נוזלי, שאחר כך יוצקים אותו לתבנית ויוצרים ממנו מטיל זהב:

https://youtu.be/sbbgWPt3G1Y


עכשיו אנו יודעים שכשמדברים על המסת שוקולד זוהי בעצם התכה שלו ולא המסה (עברית):

https://youtu.be/EM3XBuxanUE


וכך מתיכים זכוכית, כדי ליצור תכשיטים:

https://youtu.be/PAdkKk54a6o

קרה לכם שנוזל שמזגתם לתוך כלי התנדף אחרי זמן מה? זוכרים שהתפלאתם שלא היה חם ובכל זאת הנוזלים התאדו? אז כיצד קורה שהנוזלים שבכלי הולכים ונעלמים?

התשובה הפשוטה היא שנוזלים מתנדפים לגז. תמיד, גם כשלא טמפרטורה גבוהה או חום השמש הם שגורמים לכך בצורת אידוי.

כמו אידוי או התאדות, המילים הנרדפות שלה, התנדפות (Evaporation) היא תהליך בו חומר נוזלי הופך לגז. זהו שינוי ממצב צבירה נוזל למצב צבירה גזי.

תהליך ההתנדפות הוא תהליך שבו ניתקים חלקיקים מפני הנוזל והופכים לגז. לרוב אנו אכן מכירים את התהליך הזה מרתיחה, כשהנוזל מתאדה. אבל האמת היא שהתנדפות מתרחשת גם בטמפרטורות שהן נמוכות מנקודת הרתיחה.

אנו מזהים שנוזל התנדף ולא רתח בכך שאין בו בועות המרמזות על רתיחה ובכל זאת הוא עדיין הולך ומתמעט.

יש חומרים שונים שנוטים להתנדף, כמו בושם, או דלקים שונים.


#למה מתרחשת ההתנדפות?
רובנו משתמשים במילים הנרדפות להתנדפות, שהן התאיידות, התאדות או אידוי. הן נתפסות בדרך כלל כתהליכים הקשורים בחום שגורם לנוזל להפוך לאדי גז.

אבל מבחינה כימית, נוזל מתנדף לגז כשחלק מהאטומים או המולקולות שלו, הנמצאים במצב צבירה נוזלי, מקבלים אנרגיה המספיקה כדי שיתנתקו משארית החומר שבכלי ויעברו למצב צבירה של גז.

והאנרגיה הזו היא כמעט תמיד חום. אז ברור שחום גבוה, ודאי רתיחה, מייצרים התנדפות. אבל גם חום יחסי מייצר אותה. היא פחותה, אבל קיימת. נסו להשאיר כוסות מים בבית, כשאתם נוסעים לטיול או חופשה ארוכים ותיווכחו בכך.


#במה שונה ההתנדפות מגז?
התנדפות או התאיידות מתרחשת, גם אם לאט, בכל טמפרטורה שהיא. למעשה, ההתנדפות היא מצב תמידי הנוצר מהתאיידות וזרמי עיבוי הסמוכים לפני המים ולמולקולות המים המרכיבות אותם.

ההתנדפות שונה מרתיחה, בה משנים מים בטמפרטורה של 100°C צלזיוס ולחץ של אטמוספירה אחת, מצב צבירה מנוזלי לגז. ואכן, ברתיחה שמייצרת התנדפות קיצונית, עוזבות את הנוזל במהירות מולקולות רבות. המולקולות הללו נמצאות על פני השטח ומקבלות אנרגיה יתרה לכך, כשבסיום התהליך הן הופכות לאדים.


הנה התנדפות המים, אפילו בטמפרטורת החדר:

https://youtu.be/G8R5SESF5H4


על ההתנדפות בצורת האידוי או ההתאדות המוכרת:

https://youtu.be/2iXqoLPjSTg


למה בשמים מסוימים מתנדפים במהירות? (עברית)

https://youtu.be/gX9QD9MEurM

מרביתנו אוכלים, אולי בכל יום, מזון שהיה קפוא. ההקפאה היא ששמרה עליו מריקבון מהיר בדרך מהמפעל אל המקפיא שבמקרר שלנו. לאחר הפשרה קצרה ניתן לבשלו או לחמם את המזון המופשר וליהנות ממזון טרי כמעט לחלוטין.

כמעט, אגב, כי בכל הקפאה של מזון מועכים ושוברים אותו גבישי קרח שנוצרים בו מבפנים מה שמשנה את המרקם שלו ולעתים אף מקלקל את טעמו. כל אוהב בשר, לדוגמא, יאמר לכם שבשר טרי הוא הכי טעים ושבשר קפוא נוטה להיות יבש מדי ופחות מוצלח.

אבל מהי בעצם הקפאה?

אז הקפאה (Freezing) היא תהליך שבו חומר עובר ממצב צבירה של נוזל למצב צבירה מוצק. אם נוזל אפשר לשפוך אז קרח ממש לא. קרח הוא הנוזל לאחר הקפאה.

לשם ההקפאה נדרש בדרך כלל קירור של כל נוזל לנקודת הקיפאון שלו, במקרה של מים למשל מדובר באפס מעלות. כל טמפרטורה שמתחת לאפס תקפיא את המים, במהירות שהולכת וגדלה ככל שהטמפרטורה נמוכה.

בקיפאון של החורף הקר, למשל בצפון אירופה ובאמריקה הצפונית, יורדות הטמפרטורות מתחת לאפס. בקור כזה הופכים במקומות רבים האגמים למשטחי קרח, שכל השכבה העליונה של המים קופאת לחלוטין. במצב כזה ניתן ללכת ולהחליק על האגם במגלשיים ולא פעם אף לנסוע בכלי רכב. עם בוא הקיץ מופשרים המים וחוזרים להיות נוזלים כרגיל.

יש גם שיטת הקפאה פחות מוכרת ונפוצה, באמצעות הפעלת לחץ על הנוזל, אבל נעזוב אותה כרגע.


הנה הקפאה שמתרחשת בטמפרטורות נמוכות:

https://youtu.be/zSAcQpIrOSA


החלקה על הקרח באגם קפוא בשוודיה:

https://youtu.be/v3O9vNi-dkA


הקפאת מים בבקבוק ושעשועים אפשריים:

https://youtu.be/kEHdyiBMgAg


הקפאת מזון בפריזר, המקפיא, שומרת עליו מריקבון:

https://youtu.be/uWZwncX_4hk


והקפאת הגלידות המוצלחות והפחות מוצלחות (עברית):

https://youtu.be/naWDMyzHgkU

כשקרח נוגע במשהו חם ממנו, החום עובר אל הקרח. הוא הופך לנוזל בתהליך שנקרא "מסיסות".

משום כך נמס הקרח במהירות, כשהוא בתוך כוס מיץ שאינו קר, או כשהוא נחשף לאוויר החם.


הנה סרטון עם תזכורת להמסת הקרח בקוטב הצפוני ועד כמה היא לא בריאה לעולם:

http://youtu.be/KI1Mx9IzPs0

אידוי (Evaporation), או התאיידות, הם מונחים המתארים תהליך של התנדפות חומר במצב צבירה נוזל והפיכתו לגז.

בזמן האידוי מקבלים חלק מהאטומים או המולקולות, המצויים במצב צבירה נוזלי מספיק אנרגיה, המאפשרת להם להתנתק משאר החומר ולעבור למצב צבירה גזי, כלומר להפוך להיות גז.

לאידוי תפקיד מכריע במחזור הגשם על פני כדור הארץ. כשחם מאד, גורם החום למי הים, האגמים והנהרות להתאדות ולעלות כאדים למעלה. בשמיים הם יתקבצו לעננים, שהם מצבורי אדים שמייצרים בשלב מסוים גשם.

השפעת ההתאיידות על אקלים כדור הארץ היא רבה והאידוי הוא חיוני והכרחי לחיים על פני הכוכב שלנו. בלעדי האידוי לא יהיו גשמים, לא תהיה חקלאות, לא פירות, ירקות ומזון והמים המתוקים יהפכו לא ראויים לשתייה.


הנה האידוי:

https://youtu.be/k9l0s5zVibo


הסבר לילדים באנגלית והדגמה שם האידוי:

https://youtu.be/iRLqAhaniyg


הדגמת האידוי בהילוך מהיר:

https://youtu.be/BHmUx0ylg-A


כך הוא תורם להיווצרות הגשם:

https://youtu.be/zBnKgwnn7i4


וכך הגשם מתהווה ממים שהתאדו, בעיקר מהים (עברית):

http://youtu.be/-puhHmqEouk