https://3rabica.org/index.php?action=history&feed=atom&title=%D8%AA%D8%AC%D9%85%D8%AF_%D8%B3%D8%B1%D9%8A%D8%B9تجمد سريع - تاريخ المراجعة2026-06-10T07:40:50Zتاريخ التعديل لهذه الصفحة في الويكيMediaWiki 1.43.7https://3rabica.org/index.php?title=%D8%AA%D8%AC%D9%85%D8%AF_%D8%B3%D8%B1%D9%8A%D8%B9&diff=2365005&oldid=prevعبد العزيز: بوت:صيانة المراجع2023-01-24T01:41:05Z<p>بوت:صيانة المراجع</p>
<p><b>صفحة جديدة</b></p><div>[[ملف:Cryopreservation.jpg|تصغير|200بك|يسار]]<br />
'''ظاهرة التجميد السريع''' هي ظاهرة تحدث بشكل طبيعي في [[فيزياء|الفيزياء]] و[[كيمياء|الكيمياء]]، تستخدم عادة في صناعة الأغذية ومن قبل خبراء الأرصاد الجوية لأغراض [[التنبؤ الرقمي للطقس|التنبؤ]]. وتعتبر هذه العملية أيضًا ذات أهمية كبيرة في [[علوم الغلاف الجوي|علم الغلاف الجوي]] حيث ان دراستها ضرورية لعمل نموذج مناخي مناسب لتكوين السحب الجليدية في طبقة ا<nowiki/>[[تروبوسفير|لتروبوسفير]] والتي تبعثر [[إشعاع شمسي|الإشعاع الشمسي]] القادم بشكل فعال وتمنع الأرض من ان تعاني من حرارة شديدة من ا<nowiki/>[[الشمس|لشمس]]<ref name=":5">"<nowiki>https://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130521152429.htm</nowiki>" {{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130521152429.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=12 سبتمبر 2018 |تاريخ أرشيف=9 يوليو 2018 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20180709094250/https://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130521152429.htm |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><br />
<br />
يرتبط التجميد السريع ارتباطا وثيقا بنظرية [[تنوي|التنوي]] الكلاسيكية والتي تساعدنا على فهم العديد من المواد والظواهر والنظريات في المواقف ذات صلة.<br />
<br />
== المقدمة ==<br />
يشير التجميد السريع إلى العملية التي يتم فيها تجميد الأشياء خلال بضع ساعات فقط <ref>{{استشهاد بخبر<br />
| مسار = https://www.delightedcooking.com/what-is-flash-freezing.htm<br />
| عنوان = What is Flash Freezing? (with pictures)<br />
| صحيفة = wiseGEEK<br />
| تاريخ الوصول = 2018-09-08<br />
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20171116081632/http://www.wisegeek.org/what-is-flash-freezing.htm | تاريخ أرشيف = 16 نوفمبر 2017 }}</ref> عن طريق إخضاعهم لدرجات حرارة منخفضة أو عن طريق التلامس المباشر مع [[نيتروجين سائل|النيتروجين السائل]] عند درجة حرارة 196- درجة مئوية (320.8- درجة فهرنهايت).<br />
<br />
عندما يتم تبريد الماء إلى درجة حرارة أقل من 48- درجة مئوية (54- درجة فهرنهايت)، فلابد أن تتجمد.<ref name=":6">"<nowiki>https://www.sciencedaily.com/releases/2011/11/111123133123.htm</nowiki>" {{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2011/11/111123133123.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=12 سبتمبر 2018 |تاريخ أرشيف=21 سبتمبر 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190921024139/https://www.sciencedaily.com/releases/2011/11/111123133123.htm |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><br />
<br />
تعتبر المياه المتجمدة قضية مركزية بالنسبة للمناخ والجيولوجيا والحياة.<ref name=":7">"<nowiki>https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160621115439.htm</nowiki>" {{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160621115439.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=12 سبتمبر 2018 |تاريخ أرشيف=5 أبريل 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190405150331/https://www.sciencedaily.com/releases/2016/06/160621115439.htm |حالة المسار=bot: unknown }}</ref><br />
<br />
على الأرض، يغطي الجليد والثلج 10 % من الأرض وما يصل إلى 50 % من [[نصف الأرض الشمالي|نصف الكرة الشمالي]] في فصل الشتاء.<ref name=":7" /><br />
<br />
تعكس الاغطية الجليدية الجنوبية ما يصل الي 90% من الاشعات القادمة من الشمس.<ref name=":7" /><br />
<br />
يعتمد علم التجميد السريع على عدة عوامل تتضمن كيفية تجميد قطرات المياة، كمية المياه في الجو، هل المياه في حالة سائلة ام بلورية، في أي حرارة تتجمد وعندما تتبلور هل تبدأ من الداخل ام من السطح.<ref name=":6" /><ref name=":7" /><br />
<br />
تبدأ عملية تجميد قطرات الماء النانوية أو السليكون السائل على عدد من المسافات المختلفة من مركز القطرة مقدمة بذلك رؤي جديدة في نزاع قديم في مجال [[فيزياء كيميائية|الفيزياء المادية والكيميائية]]<ref name=":7" /><br />
<br />
عندما تكون المياه في الفريزر التقليدي، يتم تشغيل انتقال طوري ديناميكية <ref name=":8">"<nowiki>https://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150318101355.htm</nowiki>" {{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150318101355.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=12 سبتمبر 2018 |تاريخ أرشيف=7 أبريل 2019 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190407064052/https://www.sciencedaily.com/releases/2015/03/150318101355.htm |حالة المسار=bot: unknown }}</ref>؛ الجليد الناتج يعتمد علي سرعة تبريد النظام: إذا تم تبريد المياه اقل من نقطة تجمدها ببطء سينتج بلورة جليدية بدلا من المادة الصلبة البلورية التي تنتج من التجميد السريع.<ref name=":8" /><br />
<br />
== التطبيقات والتقنيات ==<br />
يستخدم التجميد السريع في [[صناعة الغذاء]] لتسريع تجميد المواد الغذائية القابلة للتلف. في هذه الحالة تخضع المواد الغذائية لدرجات حرارة اقل من درجة انصهار / تجميد الماء.<br />
<br />
وبالتالي، فإن بلورات الجليد الأصغر حجمًا والأكثر انتشارًا التي تتشكل تتسبب في تلف أقل لأغشية الخلايا.<ref>{{استشهاد بكتاب|مسار= https://www.worldcat.org/title/advances-in-food-refrigeration/oclc/48154735|عنوان=Advances in food refrigeration|تاريخ=2001|ناشر=Leatherhead Food RA Pub.|ISBN=0905748832|مكان=Leatherhead|لغة=English|الأخير=Sun|الأول=Da-Wen|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20190824022039/https://www.worldcat.org/title/advances-in-food-refrigeration/oclc/48154735|تاريخ أرشيف=2019-08-24}}</ref><br />
<br />
كما تستخدم تقنيات التجميد السريع لتجميد العينات البيولوجية بسرعة كافية بحيث لا يمكن تكوين بلورات الثلج الكبيرة وتلف العينة<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار= https://dx.doi.org/10.1142/s021903031200016x|عنوان=BIOBOARD|تاريخ=2012-03|صحيفة=Asia-Pacific Biotech News|العدد=03|DOI=10.1142/s021903031200016x|المجلد=16|صفحات=5–11|issn=0219-0303|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191214195050/https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S021903031200016X|تاريخ أرشيف=2019-12-14}}</ref>، وهذا التجميد السريع يتم عن طريق غمر العينة في ا<nowiki/>لنيتروجين السائل أو خليط من [[ثلج جاف|الثلج الجاف]] وا<nowiki/>[[إيثانول|لإيثانول]].<ref>{{استشهاد ويب<br />
| مسار = https://dx.doi.org/10.7554/elife.34252.010<br />
| عنوان = Figure 2—figure supplement 3. Interplay between RF2 and RF3.<br />
| تاريخ الوصول = 2018-09-08<br />
|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191214195044/https://elifesciences.org/articles/34252/figures#fig2s3|تاريخ أرشيف=2019-12-14}}</ref><br />
<br />
طور المخترع الأمريكي كلارنس بيردسي عملية «التجميد السريع» لحفظ الطعام في القرن العشرين<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مسار= https://dx.doi.org/10.1126/science.72.1878.648|عنوان=POPULAR SCIENCE MONTHLY AWARD|تاريخ=1930-12-26|صحيفة=Science|العدد=1878|DOI=10.1126/science.72.1878.648|المجلد=72|صفحات=648–648|issn=0036-8075|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191214195059/https://science.sciencemag.org/content/72/1878/648.1|تاريخ أرشيف=2019-12-14}}</ref>، تم تطوير هذه العملية من قبل المخترع الأمريكي دانييل تيبمان<ref>{{استشهاد|مسار=https://patents.google.com/patent/US20110107784A1/en|عنوان=Apparatus for blast freezing palletized product|تاريخ الوصول=2018-09-08| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20200110185317/https://patents.google.com/patent/US20110107784A1/en | تاريخ أرشيف = 10 يناير 2020 }}</ref> عن طريق إنتاج فراغ ورسم الهواء البارد من خلال الطعام الموضع على منصات.<br />
<br />
النتائج لها آثار مهمة في أبحاث التحكم في المناخ أيضا. واحدة من المناقشات الحالية هي ما إذا كان تشكيل الجليد يحدث بالقرب من السطح أو داخل قطرات بحجم الميكرومتر معلقة بالسحب. إذا كان هذا هو الأسلوب السابق، فقد يكون من الممكن اتخاذ مقاربات هندسية فعالة لضبط التوتر السطحي للماء بحيث يمكن التحكم في معدل تبلور الثلج.<br />
<br />
== كيف تتجمد المياه؟ ==<br />
هناك ظواهر مثل التبريد الفائق، حيث يتم تبريد الماء تحت نقطة التجمد، ولكن الماء يبقى سائلًا، إذا كانت هناك عيوب قليلة جدًا في تبلور البذور. وبالتالي يمكن للمرء أن يلاحظ حدوث تأخير حتى تتكيف المياه مع درجة الحرارة الجديدة التي تقل عن درجة التجمد<ref name=":8" /><br />
<br />
يجب أن تصبح المياه السائلة فائقة التبريد جليدًا عند 48- درجة مئوية (55- فهرنهايت) ليس فقط بسبب البرد القارس، بل لأن البنية الجزيئية للماء تتغير جسديًا لتشكل أشكال رباعية، مع ربط كل جزيء ماء بشكل بأربعة أنواع أخرى.<br />
<br />
هذا يشير إلى التغيير الهيكلي من السائل إلى «الجليد المتوسط».<ref name=":6" /> يبدأ عمومًا تبلور الثلج من الماء الفائق التبريد بواسطة عملية تسمى «التنوي»؛ بسبب سرعة وحجم التنوي الذي يحدث داخل النانوسيكند والنانومترات.<ref name=":5" /><br />
<br />
البيئة السطحية لا تلعب دورا حاسما في تكوين الجليد والثلج.<ref name=":9"><nowiki>https://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121005092911.htm</nowiki>" {{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121005092911.htm |عنوان=نسخة مؤرشفة |تاريخ الوصول=12 سبتمبر 2018 |تاريخ أرشيف=21 نوفمبر 2018 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20181121021852/https://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121005092911.htm |حالة المسار=bot: unknown }}</ref> وتؤدي تقلبات الكثافة داخل القطرات إلى أن تغطي مناطق التجميد المحتملة المناطق الوسطى والسطحية.<ref name=":7" /> قد يكون التجميد من السطح أو من الداخل عشوائيًا.<ref name=":7" /> ومع ذلك، في عالم غريب من المياه، لا تزال هناك كميات ضئيلة من المياه السائلة نظريًا، حتى مع انخفاض درجات الحرارة إلى أقل من 48- درجة مئوية (55- درجة فهرنهايت) وتقريبًا تحول كل الماء الصلب، إما إلى جليد بلوري أو مياه غير متبلورة.<br />
<br />
أقل من 48- درجة مئوية (55- فهرنهايت)، يتبلور الجليد بسرعة كبيرة للغاية لأي خاصية للسائل المتبقي ليتم قياسها.<ref name=":6" /> تؤثر سرعة التجميد بشكل مباشر على عملية [[تنوي|التنوي]] وحجم البلورات الثلجية. سائل فائق التبريد سيبقى في حالة سائلة تحت نقطة التجمد العادية عندما يكون لديه فرصة ضئيلة لل<nowiki/>[[تنوي]]. وهذا هو، إذا كان صافي بما فيه الكفاية ولديه حاوية كافية بشكل سلس.<br />
<br />
وبمجرد أن يتم تحريكها، فسوف تتحول بسرعة إلى مادة صلبة. خلال المرحلة الأخيرة من التجمد، يتطور قطرة الثلج إلى طرف مدبب، والذي لا يتم ملاحظته لمعظم السوائل الأخرى، حيث ينشأ الماء بسبب تجمده. بمجرد أن يتم تجميد السائل تمامًا، فإن الطرف الحاد من القطرة يجذب بخار الماء في الهواء، تمامًا مثل قضيب الصواعق المعدنية الحاد الذي يجذب الشحنات الكهربائية.<ref name=":9" /> يجمع بخار الماء على الحافة وتبدأ شجرة من بلورات الجليد الصغيرة في النمو.<ref name=":9" /><br />
<br />
وقد ظهر تأثير معاكس لانتزاع جزيئات الماء بشكل تفضيلي من الحافة الحادة لقطع البطاطس في الفرن.<ref name=":9" /><br />
<br />
إذا تم تبريد قطرة من الماء المجهري بسرعة كبيرة، فإنها تشكل ما يسمى بالزجاج (جليد غير متبلور منخفض الكثافة) حيث لا تصطف جميع رباعي الهيدروجين لجزيئات الماء، بل تكون غير متبلرة. التغيير في هيكل الماء يتحكم في معدل تشكل الثلج.<ref name=":6" /> اعتمادا على درجة الحرارة والضغط، يحتوي جليد الماء على 16 شكل بلوري مختلف تترابط جزيئات الماء مع بعضها البعض بروابط هيدروجينية.<ref name=":6" /> عندما يتم تبريد الماء، يصبح هيكله أقرب إلى هيكل الجليد، وهذا هو السبب وراء انخفاض الكثافة، وهذا يجب أن ينعكس في زيادة معدل التبلور الذي يظهر هذه الأشكال البلورية.<ref name=":6" /><br />
<br />
== مراجع ==<br />
{{مراجع}}<br />
{{شريط بوابات|مطاعم وطعام|كيمياء فيزيائية|الفيزياء|الكيمياء}}<br />
{{روابط شقيقة}}<br />
<br />
[[تصنيف:برد]]<br />
[[تصنيف:تغيرات الطور]]<br />
[[تصنيف:حفظ الأغذية]]<br />
[[تصنيف:طرق حفظ الأغذية]]<br />
[[تصنيف:فيزياء المواد المكثفة]]</div>عبد العزيز