كيف يمكن تغيير المادة سؤال نشرح إجابته من خلال هذه المقالة، يتم تعريف المادة على أنها كل شيء له كتلة ويحتل مساحة، ويجب أن يكون هناك جسم واحد على الأقل من الذرة حتى تتشكل المادة، وكل ذرة تتكون من بروتونات. والنيوترونات والإلكترونات والذرات تتحد معًا لتكوين جزيئات، والتي بدورها يتم التعبير عن تكوين المادة، ويتم التعبير عن المادة من خلال الكتلة، وهي كمية المادة الموجودة في الجسم ووحدة قياسها هي الجرامات والكيلوجرامات والأطنان، و يتم التعبير عنها من خلال الحجم، وهو مقدار المساحة التي تشغلها المادة ووحدة قياسها هي اللتر أو المتر المكعب، ويتم التعبير عنها بالكثافة، أي كمية المادة الموجودة في حجم الجسم، والمادة لها أشكال سائلة وصلبة وغازية، يمكن تغييرها بطريقتين، سنشرح ما هي عليه في السطور التالية
كيف يمكن تغيير المادة
- قبل الإجابة على هذا السؤال، يجب أولاً ملاحظة أن المادة لها ثلاث حالات أساسية، وهي الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية.
- في الحالة الصلبة، تكون جزيئات المادة مترابطة بشكل وثيق، ولا تتحرك كثيرًا، وتتميز بكثافة عالية. تهتز جزيئات المادة الصلبة قليلاً بينما تظل ثابتة في موضعها، نتيجة للاهتزاز المستمر للإلكترونات كل واحد منهم. الذرة، مما يؤدي إلى انخفاض الطاقة الحركية في جزيئات وجسيمات المادة الصلبة.
- تتميز المواد الصلبة بشكلها المحدد وكتلتها وحجمها ولا تأخذ شكل الحاوية التي توضع فيها.
- أما المادة في حالتها السائلة فهي تتميز ببعد جزيئاتها عن بعضها البعض، وقدرة هذه الجزيئات على التدفق حول بعضها البعض، مما يجعل السائل ليس له شكل ثابت، وبالتالي يأخذ شكل الحاوية الموضوعة فيها، مما يجعل من الصعب ضغط السوائل على الرغم من حجمها المحدد. كثافة السوائل أقل من كثافة المواد الصلبة.
- أما المادة الغازية فهي تتميز بتباعد جزيئاتها عن بعضها وطاقتها الحركية العالية مما يعني أن الغاز ليس له شكل أو حجم محدد. سوف يملأ الغاز الحاوية الموجودة فيه، وإذا لم يتم احتجازها ؛ سوف ينتشر عبر الهواء بشكل لا يمكن السيطرة عليه.
- كثافة الغازات أقل من كثافة المواد الصلبة والسوائل.
- هناك حالة البلازما، وهي إحدى الحالات النادرة للمادة، وهي غاز مؤين تتباعد فيه الإلكترونات عن الذرة وتتحرك بحرية، وهي ظاهرة منتشرة في الفضاء الخارجي.
يمكن للمادة أن تتغير من حالة إلى أخرى
هناك نوعان من تغييرات المادة وهما كالتالي
تغيرات فيزيائية
- إنها التغييرات التي تحدث في شكل المادة وليس في خصائصها، مما ينتج عنه مواد لها نفس خصائص المادة الأصلية، ولكنها ليست مواد جديدة.
- على سبيل المثال، عندما يذوب مكعب ثلج، يحدث تغيير في شكله بدلاً من تكوينه، حيث تظل خصائص الجزيئات كما هي على الرغم من التغيير فيها.
- تشمل الأمثلة على التغييرات الفيزيائية التي تحدث في المادة قطع الخشب، وغليان الماء، وذوبان الثلج، وخلط الزيت بالماء، وتغيير شكل الأكياس الورقية وتجعدها، وإذابة السكر في الماء، وقطع الورق، إلخ.
التغيرات الكيميائية
- إنها تفاعلات كيميائية، والمكونات المشاركة في هذه التفاعلات هي الكواشف.
- تؤثر التغييرات الكيميائية بشكل مباشر على خصائص المواد، حيث تؤدي هذه التغييرات إلى مواد ذات خواص كيميائية مختلفة عن خصائص المواد المتفاعلة الأصلية.
- على سبيل المثال، يحترق الخشب ويتحول إلى رماد وماء وثاني أكسيد الكربون أو بياض البيض عند طهيه يتحول من شفاف إلى أبيض.
- ومن الأمثلة على التغيرات الكيميائية التي تحدث في المادة الصدأ الذي يظهر على الحديد، وتحلل الطعام، واشتعال وانفجار الألعاب النارية، وإضاءة الشمعة، وتدهور الطعام، وخلط الخل بالصودا لإنتاج الكربون غاز ثاني أكسيد وهضم السكريات.
أشكال التغيير المادي للمادة.
عندما تحدث تغيرات جسدية في المادة فإنها تأخذ عدة أشكال وهي
- الانصهار يغير حالة المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، وعند وضع مكعبات الثلج في غرفة دافئة ؛ يُمتص الهواء الساخن وتحصل جزيئات الجليد على طاقة حرارية للتحكم في الرابطة بينهما، وبالتالي تنفصل عن بعضها البعض وتصبح سائلة.
- التجميد هو تحول مادة من حالتها السائلة إلى حالة صلبة، مثل الماء الذي يتجمد ويتحول إلى ثلج نتيجة فقدان حرارته وتمريره إلى الهواء البارد، وبالتالي تفقد جزيئات الماء طاقتها. وتزيد من قوة التجاذب فيما بينها فلا تتحرك فتجمد وتشكل جسما صلبا.
- التبخر هو تحول مادة من حالتها السائلة إلى غاز، ويحدث هذا التبخر عندما يغلي الماء وتكتسب جزيئات المادة الحرارة التي تسمح لها بالتحكم في الروابط بينها، وبالتالي الهروب في فقاعات على شكل من البخار ثم يتحول إلى غاز.
- التسامي هو تحول مادة من حالتها الصلبة إلى غاز مباشرة دون أن تصبح سائلة، تلك العملية التي تحدث عندما تكون الطاقة الحرارية التي تتعرض لها المواد الصلبة عالية بما يكفي للتحكم في قوى الترابط بين جزيئاتها وتتحول إلى الغازات، ومن الأمثلة على عملية التسامي الثلج الجاف.
- التكثيف هو تحول مادة من حالتها الغازية إلى حالة سائلة نتيجة التلامس بين السطح البارد وأبخرة الماء، وتبرد جزيئات الماء مما يؤدي إلى فقدان طاقتها، و ونتيجة لذلك تتشكل قطرات الماء.
تسمى عملية تغيير المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية
- عندما تتغير مادة من شكلها السائل إلى غاز، فإن هذه العملية تسمى التبخر.
- وأبرز مثال على ذلك عندما يغلي الماء يتحول إلى بخار ثم ينطلق في الهواء.
يسمى تغيير حالة المادة من صلب إلى سائل
- عندما تتغير مادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، تسمى هذه العملية بالذوبان.
- مثل مكعب ثلج في شكله الصلب، والذي يتحول عند الذوبان أو الذوبان إلى سائل، وهو الماء.
