كيف تتغير حالة المادة عندما تكتسب أو تفقد الطاقة في حين أن كل ما يشغل الفضاء يسمى المادة، والهواء والماء والصخور وحتى البشر أمثلة على المادة ويمكن وصف أنواع مختلفة من المادة من خلال كتلتها، لأن كتلة الجسم هي كمية المادة التي توجد منها، توجد المادة في عدة أشكال مختلفة تسمى الحالات، ومن وجهة النظر هذه سوف نتعرف على حالات المادة وكيف تتغير حالة المادة مع زيادة أو نقصان الطاقة.
الدول الفيزيائية
أكثر حالات المادة شيوعًا هي ثلاث حالات وهي الحالة الصلبة والسائلة والغازية وفيما يلي شرح لحالات المادة [1]
- الحالة الصلبة تعتبر الصخور والكتب والمكاتب والكرات أمثلة على المواد الصلبة. المادة في الحالة الصلبة لها حجم وشكل محددان. لا يتغير حجم وشكل الجسم الصلب بسهولة. على سبيل المثال، عندما يحرك شخص كتابًا بعيدًا من صندوق أصغر إلى صندوق أكبر، يبقى الكتاب كما هو.
- الحالة السائلة الحليب وعصير البرتقال والماء أمثلة على السوائل. في الحالة السائلة، تحتوي المادة على حجم أو كمية محددة، لكن شكلها يعتمد على المادة الحافظة. على سبيل المثال، يتغير شكل الحليب عندما يسكبه شخص ما من مخروط في كوب، لكن كمية الحليب تظل كما هي. .
- الحالة الغازية يعتبر الهواء والهيليوم المستخدمان لملء البالونات أمثلة على الغازات، ولا تحتوي المادة في الحالة الغازية على حجم أو شكل محدد حيث يمكن أن تتمدد لملء حاوية كبيرة أو في حاوية أصغر.
كيف تتغير حالة المادة عندما تكتسب أو تفقد الطاقة
التغييرات في الحالة هي تغيرات فيزيائية في المادة لأنها تغييرات قابلة للعكس لا تنطوي على تغييرات في التركيب الكيميائي للمادة أو الخصائص الكيميائية، ويمكن أن تتغير حالة المادة مع اكتساب الطاقة أو فقدها في خيارات متعددة، وذلك هي حالة تغير الماء من بخار الماء إلى ماء سائل عند فقدان الطاقة، أو تحول مادة من سائل إلى بخار عندما تكتسب الطاقة. التغييرات الشائعة في الحالة هي الذوبان والتجميد والتسامي والترسيب والتكثيف والتبخر. وفيما يلي وصف لهذه التغييرات التي تحدث في المادة [2]
- الطاقة ودرجة الحرارة وتغيرات الحالة تتضمن تغييرات الحالة دائمًا الطاقة، نظرًا لأن المادة إما تفقد أو تمتص الطاقة عند التغيير من حالة إلى أخرى، على سبيل المثال عندما تتغير المادة من سائل إلى صلب فإنها تفقد الطاقة، ويحدث العكس عندما تتغير المادة من مادة صلبة إلى مادة سائلة، لأنه لكي تتحول المادة الصلبة إلى سائل، يجب أن تمتص المادة الطاقة من محيطها، والكمية من الطاقة في المادة يمكن قياسها بميزان حرارة، لأن مقياس الحرارة يقيس درجة الحرارة، ودرجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية لجزيئات المادة.
- التبديل بين السوائل والمواد الصلبة تسمى العملية التي يتحول فيها السائل إلى مادة صلبة التجميد، ودرجة الحرارة التي يصبح فيها السائل صلبًا هي نقطة التجمد، حيث تكون درجة تجمد الماء 0 درجة مئوية للمواد يمكن أن تكون أعلى أو أعلى. نقاط التجمد المنخفضة، على سبيل المثال نقطة تجمد الحديد هي 1535 درجة مئوية ونقطة تجمد الأكسجين هي -219 درجة مئوية، وتسمى العملية التي تتحول فيها المادة الصلبة إلى سائل بالذوبان، حيث تكون نقطة الانصهار هي درجة الحرارة عند التي تتحول فيها مادة صلبة إلى سائل، وبالنسبة لمادة معينة تكون نقطة انصهارها مساوية لنقطة تجمدها.
- التبديل بين السوائل والغازات العملية التي يغلي بها السائل ويتحول إلى غاز تسمى التبخر، وتسمى نقطة غليان السائل نقطة الغليان، وتبلغ درجة غليان الماء 100 درجة مئوية. يمكن أن تحتوي الأنواع الأخرى من المواد على نقاط غليان أعلى أو أقل، على سبيل المثال تبلغ درجة غليان الملح 1413 درجة مئوية ونقطة غليان النيتروجين هي -196 درجة مئوية، وتسمى العملية التي يتحول بها الغاز إلى سائل التكثيف.
- التبديل بين المواد الصلبة والغازات تسمى العملية التي تتحول فيها المادة الصلبة مباشرة إلى غاز بالتسامي وتحدث عندما تمتص جزيئات المادة الصلبة طاقة كافية للتغلب تمامًا على التجاذب بينها، والثلج الجاف مثال على ذلك كائن صلب التسامي وعكس التسامي هو الترسيب وهذه هي العملية التي ينتقل فيها الغاز مباشرة إلى مادة صلبة دون المرور بالحالة السائلة ويحدث التسامي عندما تكون جزيئات الغاز شديدة البرودة. زجاج النافذة البارد، يمكن أن يتحول بخار الماء إلى بلورات ثلجية صغيرة على الزجاج، ما يسمى بلورات الجليد الصقيع.
خصائص المواد
كل مادة لها خصائص فيزيائية. الملكية المادية هي خاصية يمكن لأي شخص قياسها دون تغيير. يعد اللون والكمية والكثافة ودرجة الحرارة أمثلة على الخصائص الفيزيائية للمواد. كل مادة لها خصائص كيميائية. تحدد الخاصية الكيميائية كيفية عمل المادة للتغيير في ظل ظروف معينة. على سبيل المثال، تتحول بعض المعادن إلى الصدأ عند تركها تحت المطر، أو يتحول الورق والخشب إلى رماد عند لمسها باللهب. يُطلق على الحرق والصدأ تفاعلات كيميائية، وتحول التفاعلات الكيميائية المادة إلى أنواع جديدة من المادة. [1]
اقرأ أيضًا التغيير المادي يغير خصائص المادة دون تغيير طبيعتها.
في نهاية هذا المقال نلخص النقاط الرئيسية فيه، حيث تم تحديد كيفية تغير حالة المادة مع اكتسابها للطاقة أو فقدها، وتحديد حالات المادة وتغيراتها وتحولاتها وخصائصها.
- ^kids.britannica.com، قضيه 14.3.2024
- ^ck12.org، 4.3 تغييرات الدولة 14.3.2024