المادة في الفيزياء هي كل ما له كتلة وحجم، ولها خصائص مختلفة تشمل الحجم والكتلة والكثافة. وتشكل بذلك ما يعرف بالكون الملموس. لكن يستحيل حالياً تعريف المادة بهذا الشكل لسقوط الفاصل بين المادة والطاقة طبقا لمعادلة آينشتاين الشهيرة E=mc² .في هذا المقال نستعرض خواص المادة وحالاتها المتغيرة.
بحث عن خواص المادة
إن الحالات الممكنة للمادة هي الغازية والسائلة والصلبة، ومؤخرا تم تصنيف البلازما على أنها صنف من إحدى حالات المادة، كما توجد حالة بين الصلب والسائل تسمى الكريستال السائل. ونستعرضهم فيما يلي:
- الحالة الصلبة: قابلة للمسك بأصابع اليد. يكون لها شكل خاص كما يمكن لبعضها أن تتشوه. بعضها يكون مجزأ مثل (الرمل، الدقيق، حبيبات السكر). المواد الصلبة المجزأة ليس لها شكل خاص بل تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه (مثل السوائل).
- الحالة السائلة: لا يمكن مسكها بأصابع اليد. السوائل تأخذ شكل الإناء الذي توضع فيه فليس لها شكل خاص .تملك سطح فاصل يفصل بوضوح بينها وبين الهواء يسمى: السطح الحر. في حالة الراحة، يكون سطحها الحر مستوي وأفقي.
- الحالة الغازية: المواد الغازية ليس لها شكل خاص: فهي تشغل كل الفضاء المتاح لها. في هذه الحالة يزداد حجمها ونقول أنها قابلة للانتشار. يمكن تقليص حجمها ونقول أنها قابلة للانضغاط.
خواص المادة وتغيراتها
قد يحدث للمادة بعض التغيرات الفيزيائية وهي التي تحدث في حالة المادّة؛ سائلةً أو صلبةً أو غازية لتغير من الشكل والمظهر الخارجي لها، وهذه التغيرات مرتبطةٌ بتغيرات درجة الحرارة أحياناً مثل الانصهار والتبخر، وأحياناً لا تؤثر على هوية المادّة؛ مثل كسر الزجاج وذوبان السكر في الماء. بعض التغيرات الفيزيائية:
- الانصهار: وهو تغير فيزيائي يحدث في المادة، فيحولها من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة بواسطة الحرارة، حيث تعمل الحرارة على اهتزاز وتفكيك جزيئات المادّة التي تكون متماسكةً جداً وهي في الحالة الصلبة، وتكون المسافات بينها قصيرةً أو شبه معدومة في الحالة الصلبة، وعند تسخين المادّة تزداد المسافات بين الجزيئات وتتباعد عن بعضها البعض وتتفكك، لتصبح مادّةً سائلةً.
- الانتشار: وهو تغيرٌ فيزيائيٌ يحدث للمادّة في الحالة الغازية؛ ويكون عندما تختلط جزيئات الغاز بالهواء فتنتشر هذه الجزيئات وتنطلق في الهواء وتأخذ حجماً أكبر من قبل.
- الانضغاط: وهو تغير يحدث للمادّة في حالتها الغازيّة ليحولها إلى الحالة السائلة، وذلك عن طريق تعريض جزيئات المادّة الغازية للضغط؛ مما يزيد من قوى التجاذب بينها ويقلل المسافات بينها لتتحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
خواص المادة الكيميائية
التغيرات الكيميائيّة للمادة: هي التغيرات التي تحدث لمادّةٍ أو مجموعةٍ من المواد، لإنتاج مادّةٍ جديدةٍ أو مواد جديدة بخواص جديدةٍ مختلفةً كل الاختلاف عن خصائص المواد الأولى، ومن هذه التغيرات مثلاً احتراق الفحم، وفساد الحليب، وتحلل الماء كهربائياً وغيرها الكثير من التغيرات الكيميائية. تتميز الخواص الكيميائية للمادة بأنه لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، بل يمكن تعيينها عن طريق الحواس الأخرى، وذلك من خلال إجراء التجارب المتنوعة عليها التفاعل، الاشتعال، الذائبية، التحليل الكهربائي.
خواص المادة الصلبة
المادة الصلبة أو كما يطلق عليها الحالة الجامدة، وأبرز خصائصها: شكل المادة ثابت لا يتغير. جزئيات المادة الصلبة لا تتنقل من وسط إلى وسط أخر. كثافتها عالية جداً. جزئيات المادة الجامدة تكون متقاربة جداً من بعضها البعض وخالية من الفراغات. لا تمتلك هذه الحالة طاقة حركية عالية. حركة جزيئات المادة في الحالة الصلبة هي عبارة عن حركة اهتزازية صغيرة. لا تتأثر المادة في الحالة الصلبة كثيراً عندما تتعرض لأي ضغط خارجي من جسم صلب آخر.
خواص المادة السائلة
المادة السائلة أبزر خصائصها: يتغير شكلها بناءً على شكل الوعاء الذي توضع فيه. جزيئات المادة السائلة غير ثابتة. كثافة المادة السائلة عالية ولكن ليس إلى حد كبير. يوجد العديد من الفراغات بين جزيئاتها. ليس لجزيئات هذه المادة ترتيب منتظم. إن مقدار قوة طفو المادة السائلة إلى الأعلى يتساوى مع وزن السائل المراد أن يطفو عليه. قوة تماسك جزئياتها مع بعضها البعض ضعيفة جداً.
خواص المادة الغازية
المادة الغازية ومن أبرز خصائها ما يلي ليس للمادة الغازية شكل محدد. يمكن لهذه المادة أن تملأ المكان الموجودة فيه مهما كان حجمه أو شكله. جزئيات المادة الغازية تتحرك بسرعة في جميع الاتجاهات. تتميز المادة الغازية بأنها قابلة للضغط. كثافة هذه المادة منخفضة جداً. يوجد بين جزيئات المادة الغازية فراغات كبيرة.
المراجع:
https://sotor.com/
http://www.al-maram.org/
https://physouidani.wordpress.com/