خلفية نظرية

الخلفية النظرية

تعريف المادة: هي مصطلح اساسي يصف المركبات المصنوعه من الحاجيات والتي تبني عالمنا والمادة هي شيء ملموس والذي نستطيع ملامسته بواسطة حواسنا.

·        ولكل ماده يوجد صفتين : أ- وزن , ب- حجم .

تعريف الحالة: تتكون جميع الأشياء التي تحيط بنا من اجسام صغيرة جدا تسمى الذرات وفي معظم المواد تتحد ذرتان او اكثر لتكوين الجزيئ والحالة هي صفه تميز المواد , أي من خلال المادة ممكن ان نتعرف على صفاتها واستعمالاتها وفي أي مجال ممكن استعمال الماده ان تواجدت في الحالات الثلاث.

حالات المادة الثلاث:

تتوفر المواد في الطبيعة في ثلاث اشكال مختلفة، كل شكل منها يسمى بحالة من حالات المادة.

والحالات الثلاث للمادة هي:

1.     الحالة السائلة: تكون ذرات او جزيئات السوائل اقل تماسكا , ولكن قوة التماسك تكون قوية وتمنع انفصال جزيئاتها عن بعضها البعض , لذلك قادره على الحركة حول بعضها وبالرغم من ان السوائل لها حجمها الخاص فأنها تأخذ شكل الوعاء الذي يحتويها , وممكن سكبها من وعاء لآخر.

2.     الحالة الصلبة: في الاجسام الصلبة تكون الذرات والجزيئات متماسكه ومنتظمه ويكون التجاذب بينها من القوة , بحيث يصعب فصلها عن بعض حجمها وشكلها ثابت وهي لا تسيل ولا تجري ولا تأخذ شكل الوعاء.

3.     الحالة الغازية: تتحرك ذرات او جزيئات الغاز حركة حرة تقريبا ومن غير ان ترتبط ببعضها البعض وبسبب عدم وجود قوة بينها , ولهذا السبب لا يوجد للغاز حجم ثابت ولا شكل ثابت فهو يأخذ حجم وشكل الوعاء الذي يحتويه وينتشر في جميع انحاء الوعاء ويشكل كل الحيز .

ومعظم المواد تكون على اي من الثلاث صور فمثلًا:

الماء الذي نعرفه ونستعمله يوميًا هو الصورة السائلة للماء بينما عند إنخفاض درجة الحرارة حتى صفر يتحول الى الصورة الصلبة للمادة وهو الثلج، وإذا ارتفعت درجة حرارة الماء حتى 100 فإن الماء يغلي ويتحول من الصورة السائلة الى الصروة الغازية وهي البخار والماء هو الجسم الوحيد الذي يوجد في الطبيعة صلبًا وسائلًا وغازيًا.

والطاقة الحرارية هي المسبب الرئيسي في تغير حالة المادة من صورة لأخرى فزيادة الحرارة تؤدي الى تحويل الحالة الصلبة للمادة للحالة السائلة وتحويل الحالة السائلة الى الغازية.

ويخفض درجة حرارة المادة في أي من صورها الثلاثة يؤدي بالتبعية الى العملية العكسية كزيادة الحرارة. فتبريد البخار (تكثيفه) يؤدي الى تحوله الى سائل وتبريد السائل لحد ما يؤدي الى تجمده للصورة الصلبة.

فقد علمنا سابقا ان ترتيب الجزيئات وترابطها وطاقاتها يختلف في المواد الصلبة عن السوائل وعن الغازات. فعتد تحويل مادة من صورتها الصلبة الى الصورة السائلة فإن الامر يقتضي يغيير وضع الجزيئات وترابطها.

ففي الحالة الصلبة تكون الجزيئات مترابطة بقوة ومتراصة بشكل منتظم الى حد كبير بينما تكون الجزيئات في الحالة السائلة اكثر حرية في التحرك ولكن الى حد معين.

ولإجراء عملية التحويل من الصورة الصلبة الى الصورة السائلة فإنه يلزمنا طريقة ما تؤدي الى إبعاد الجزيئات عن بعضها البعض وهذا يستلزم إكساب الجزيئات بالطاقة، وإكساب الجزيئات بالطاقة الحرارية يعمل على إبعاد الجزيئات عن بعضها وهي أنسب أنواع الطاقة لهذا الغرض.

فعند تعريض المادة في صورتها الصلبة للحرارة، فإن تذبذب وحركة الجزيئات يزداد لحد كبير، بدرجة تجعل الجزيئات تبدأ في الابتعاد عن بعضها ويصبح ترتيبها وطاقتها بالصورة التي تجعل المادة الصلبة تتحول الى الحالة السائلة. وبالرغم من ابتعاد الجزيئات إلا انها تظل مرتبطة ببعضها الى حد ما.

وللتحول من الصورة السائلة الى الصورة الغازية فإنه يلزم إكساب جزيئات السائل لمزيد من الطاقة الحرارية بدرجة تكفي لتحطيم العلاقة والرابطة فيما بينها بحيث تصبح حرة الحركة في أي اتجاه كيفما تشاء.

·        تتحول بعض الاجسام من الحالة الصلبة الى الحالة الغازية مباشرة دون المرور بالحالة السائلة، ويسمى هذا التحول بالتسامي.

 تحولات المادة

فتحولات المادة لها تسمياتها الخاصة بها :

·        الأنصهار: تحول المادة الصلبة الى مادة سائلة بالتسخين (مثل: المرجرين الصلب يصبح لسائل او الثلج يتحول الى ماء ).

·        التجمد: تحول الماده السائلة الى صلبة بالتبريد ( مثل : المرجرين السائل نضعه في الثلاجه يصبح صلب ,او الماء يتحول الى ثلج ).

·        التبخر: تحول الماده السائلة الى الغازية بالتسخين (مثل : الماء الى بخار الماء ).

·        التكثيف: تحول المادة الغازية الى مادة سائلة بالتبريد ( مثل: بخار الماء الى ماء).

المصادر:

1- د.خضر محمد عبد الرحمن الشيباني،الفيزياء للأدباء،الدار السعودية،1996.

2- مهندس\عاطف منصور، مكتبة الأسرة في الفيزياء،مكتبة الساعي،1993.

3- جريس قمصيه.نصري قمصيه،العلوم العامة،وزارة التربية والتعليم،1966.