درس في الكيمياء لغيرالمختصين,...لماذا يغلي الماء في درجة 100 مئوي؟

بينت في الحلقات السابقة ان الدارس لأي علم في الأيتدائية والمتوسطة في معظم الأقطار العربية , يعتمد على الحفظ وهو ما يطلق عليه في اللهجة العراقية " الدرخ ", اي الحفظ الأصم للنص العلمي بحذافيره,.. حتى قيل ان احد طلبة البكالوريا / السنة السادسة ابتدائي / في احدى مدن العراق في الخمسينات, اجاب على سؤال علمي في درس الأحياء بشكل مطابق لما هو مدون في الكتاب المدرسي !.... وكان يذكرالرقم لأي جدول بياني او شكل توضيحي كما ورد على صفحة الكتاب, ويكتب : انظرالى الجدول رقم كذا.. او الرسم رقم كذا !!
طرحت بعض الفزورات الكيميائية في موقع واتا الغراء , ولم اشاهد اي جواب من اي احد!!.. وهنا لا اريد ان ابين عبقريتي اوعدم قدرة اياً من غيرالمختصين في الكيمياء على تفسير تلك الفزورات ,... بل لأمور اخرى , منها تعود المتعلم او الدارس على الحفظ الأصم للموضوع العلمي او حتى المصطلح العلمي يحفظه من دون التعمق في معناه او الأستفسار من استاذ المادة عن الجانب الخفي لذلك المصطلح والطلب منه شرح الطريقة التي اوصلتنا لتثبيت ذلك التعريف لأي مصطلح علمي !... فأذا سألت اي مبتدأ بدراسة العلوم عن تعريف درجة غليان او انجماد الماء ؟ ,..لأجابك على الفور: " الماء يغلي بدرجة 100 مئوي ويتجمد في درجة الصفر المئوي " ,..وما ان تسأله,..لماذا ؟.. حتى يتلعثم ويتخبط في الجواب , ويذكر لك الف سبب وسبب لا تمت بأية صلة للمصطلح ! .. والطالب معذور, لأنه لم يتعود تقصي الحقيقة, وتعود على ترديد التعريف كما يفعل الببغاء!... وبأعتقادي ان اللوم لا يقع على الطالب بل على المعلم او التدريسي ,لأنه لم يبين له اساس ذلك المصطلح , ومن الذي اكتشفه وكيف توصل اليه !
لذا سأحاول توضيح ماهو خفي على غير المختصين , مع الرجاء من كل من يزاول مهنة التعليم ان يبسط المعلومة أثناء شرحها وان لا يتمسك بالتعريف كما هو مدون في الكتاب المدرسي!..ولا بًدً من الأشارة هنا من ان جميع المصطلحات القياسية التي نستخدمها في ابحاثنا مثل,..اللتر والغرام والقدم والمترهي نسبية ومن صنع الأنسان !
سأدون ما تعلق في ذاكرتي من المصطلحات الشائعة عند تدريسي الكيمياء منذ 1956 ولكافة المستويات في الثانوية وفي عدة جامعات عربية ,..لطلبة البكالوريوس وحتى طلبة الدبلوم والماجستير!
لنبدأ الآن بصلب الموضوع ونسأل: لماذا يغلي الماء في درجة 100 مئوي؟
خلق الله الماء وخصه بمزايا لا نجدها في مركبات اخرى, ومن اهم تلك المزايا درجة غليانه ودرجة انجماده , فعندما نسخن الماء في دورق فأن درجة حرارته تبدأ بالزيادة الى ان تصل حداً تستقرفيه تلك الدرجة ولا تتغير!.. الى ان يتبخر كل الماء في ذلك الدورق !....وتلك النقطة هي نقطة غليان الماء وكذلك اذا ما جمدنا اي كمية من الماء فأن درجة حرارته سوف تنخفض الى ان تصل حداً تظهر فيه جزيئات من الثلج , وبالتبريد المتواصل يحصل الأنخفاض بدرجة الحرارة ,.. ثم تستقرتلك الدرجة في نقطة معينة الى ان يتم انجماد الكمية باكملها ! وهكذا علمتنا هذه الظاهرة العلمية ان هذه النقطة هي نقطة انجماد الماء ,...
ولكن من الذي علمنا ان نقطة الغليان هي 100مئوي ونقطة الأنجماد هي الصفر مئوي؟!
ليس بالأمكان سرد كافة الدراسات التي اوصلتنا لمعرفة خواص الماء , ولندخل في الطريقة التي اوصلتنا لمعرفة درجة غليانه ودرجة انجماده , ولماذا أعتبرنا نقطة الغليان 100 درجة مؤية ونقطة الأنجماد الصفر المؤي !
يبدأ الماء بالغليان عندما تتكون فقاعات البخار فوق سطح السائل , ثم تصعد رويداً رويداً الى الأعلى ثم تنفجر, ولذا تعرف درجة غليان السائل , بأنها الدرجة التي عندها جزيئة السائل قد امتلكت طاقة تمكنها من ان تفلت من الجزيئات التي تحيط بها ومن ثم يكون ضغط البخار مساوياً للضغط الواقع على السطح , وتبقى هذه الدرجة بالنسبة للماء ثابتة لحين تبخر آخر الجزيئات !
من اجل تطبيق هذه التجربة , نأخذ انبوب زجاجي بطول 10 سم وبقطر 0.1 سم مربع , مغلق من جهة واحدة على شكل مستودع صغير ,وتبقى الجهة الأخرى من الأنبوب مفتوحة , ثم نضع في الأنبوب كمية صغيرة من الزئبق. تبدأ التجربة بادخال انبوب الزئبق في دورق بحجم لترمملوء لغاية نصفه بالماء النقي , بحيث تكون جهة الأنبوب المغلقة مغمورة بالماء من دون ان تمس قعر الدورق ,... ويمسك انبوب الزئبق بماسك خاص, ثم نبدأ بتسخين الماء بواسطة مصدر حراري, ونلاحظ بعد دقائق صعود ابخرة الماء ,وتصاعد فقاعات الماء وأرتفاع عمود الزئبق من مكانه قبل التسخين وارتفاعه الى مكان اعلى,...ونعلم على الفور بقلم " ماجك" ملون على سطح انبوب الزئيق بأشارة نستدل منها على درجة غليان الماء!... ثم نسحب النار,.. ونضع الدورق في اناء يحتوي على كمية كبيرة من الثلج , ونترك الجهاز لفترة من الزمن , الى ان نشاهد تكون حبيبات من الثلج في الدورق, مع انخفاض في عمود الزئبق في الأنبوب ,وعلى الفور نؤشرعلى سطح الأنبوب في المكان الذي وصل اليه الزئبق عندما بدأت جزيئات الثلج بالظهور.
يرفع عمود الزئبق من الدورق , ونغلق فتحته العليا , ونبدا بتقسيم الخط بين نقطة الغليان ونقطة الأنجماد الى 100 جزئ, وبهذا نكون قد صنعنا محراراً لقياس درجة الحرارة , ومن هذه التجربة يتبين للقارئ نحن الذين قررنا ان يكون الرقم 100 هو درجة الغليان , والرقم صفرهودرجة الأنجماد ,.. واذا ما استعملنا هذا المحرار في قياس درجة حرارة شيئ ما , فان الدرجة المعينة هي نسبة لدرجة غليان الماء ( 100), وانجماده عند درجة ( الصفرالمؤي) ! وهكذا نجد ان الأنسان هو من اخترع هذا المقياس, وسنجد الأمر نفسه يتكرر في مصطلحات اخرى نستخدمها في حياتنا وابحاثنا وكلها من صنعنا, مثال ذلك اللترالذي يساوي حجم ألف سم مكعب, والغرام الذي يساوي وزن سنتمتر مكعب من الماء النقي , والكيلو غرام يساوي الف غرام , وهكذا دواليك!