ما الذي يحدد حالة المادة

الذي يحدد حالة المادة

من خلال حركة جسيمات المادة وقوة التماسك والتجاذب بين جسيمات المادة .

على سبيل المثال، إذا كانت الجزيئات تتحرك بشكل عشوائي، ولا يوجد قوة جاذبة بينها، فهذا يعني أن المادة غازية، أما إذا كانت الجزيئات حرة الحركة لكنها مرتبطة ببعضها البعض، فالمادة سائلة، وإذا كانت الجزيئات فقط تهتز حول محاور ثابته تكون المادة صلبة.

العوامل الأخرى التي تحدد حالة المادة هي درجة الحرارة، وضغط الهواء الجوي، وهذا الأمر يظهر بشكل واضح في الماء، لأن حالة الماء تتأثر بشكل كبير بدرجة الحرارة، فهو سائل في درجة الحرارة العادية ومن درجة الحرارة 0 إلى 100 مئوية، وغاز في درجة الحرارة أكثر من 100 مئوية، ويتجمد الماء عندما تنخفض درجة الحرارة أكثر من الصفر المئوية.

هذا الجدول يوضح الفروق الاساسية في حالة المادة وكيف تتحدد المادة

تتحدد حركة

المادة

بحركة الجزيئات، ومستوى ضغطها، وقوة الجاذبية التي تربط بين الجزيئات، لكن المادة يمكن أن تتحول من شكل لآخر، وأهم مثال هو دورة الماء التي يتحول فيها من غاز إلى سائل أو صلب وبالعكس إلى الشكل الغازي.

يتم ذلك من خلال إضافة طاقة إلى الجزيئات أو الذرات من أجل مقاومة القوى التي تربط بين الجزيئات مع بعضها البعض، على سبيل المثال، يمكن أن يعطي تسخين الجليد إلى نقطة الذوبان إلى إعطاء الجزيئات طاقة كافية للحركة، وهذه الطاقة تسبب كسر الروابط بين الجزيئات، فيتحول الجليد من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، أما تسخين الماء السائل إلى نقطة الغليان يسبب تكسير الروابط بين الجزيئات حتى لا يبقى بينها أي اتصال، فيتبخر الماء ويتحول إلى بخار الماء.

لا يمكننا تعميم قاعدة انصهار وغليان الماء كقاعدة عامة، لأن كل مادة لها نقطة انصهار وغليان محددة، تختلف عن غيرها من المواد. [1]

يحدد حالة المادة : مقدار حركة الجسيمات، قوة التجاذب بين الجسيمات.

كل شيء موجود حولنا، يعتبر شكل من أشكال المادة، فالغازات تعتبر مادة، والمواد السائلة كذلك، والمواد الصلبة أيضًا، وتتألف المواد من ذرات، والذرات تتألف أيضًا من بروتونات والكترونات.

وحالة المادة تتحدد بمقدار حركة الجسيمات ضمن المادة وقوة التجاذب بين جزيئاتها، والقوة التي ترتبط الجزيئات مع بعضها البعض هي الطاقة الكيميائية، وهي نوع من القوة الكامنة التي تكون مخزنة في جسم ما

تتحدد حالة المادة كمادة صلبة أو سائلة أو غازية بحسب ظروف المادة، والمادة الصلبة مرتبطة مع بعضها البعض بصورة قوية بحيث لا تتحرك بشكل كبير، وبما أن الالكترونات تتحرك بشكل مستمر، يكون للمادة اهتزاز صغير، لكنها تكون مثبته في موضعها، ولذلك تملك الجزيئات في المادة الصلبة طاقة حركية قليلة للغاية.

حالة المادة لا تؤثر فقط على الحركة وعلى قوة التجاذب، بل تمتد إلى الشكل أيضًا، فشكل المواد الصلبة يكون ثابتًا، بالإضافة إلى الكتلة والحجم، وإذا حاولنا وضع المادة الصلبة في وعاء غير مناسب، فإن ذلك سيكون غير ممكنًا، لأن المواد الصلبة لها كثافة عالية، والجزيئات تكون مرتبطة ببعضها البعض بصورة قوية.

في المادة السائلة، تتحرك الجزيئات حول بعضها البعض بصورة أكبر، لذلك يكون شكل السائل غير محدد، ويتبع السائل شكل الوعاء الموجود فيه، وبما أن السوائل كثيفة مثل المواد الصلبة، لكنها أقل كثافة منها، فإنه من الصعب ضغط المواد الصلبة.

في الغازات، تختلف حالة المادة عن حالة المواد الصلبة والسائلة، ففي المادة الغازية، تكون الجزيئات حرة الحركة وتتحرك بشكل عشوائي، لأن طاقتها الحركية كبيرة للغاية على عكس المواد الصلبة التي تكون طاقتها الحركية قليلة، ولا تملك الغازات شكل أو حجم محدد، لذلك تنتشر جزيئات الغاز بصورة غير محددة، ويمكن الضغط على الغاز في وعاء ما، عند ذلك سوف تخف المسافات بين الجزيئات ويتم ضغط الغاز.

الذي يحدد حالة المادة ويغيرها

تتحدد حالة المادة بدرجة الحركة في جزيئاتها، وتحدد أيضًا بالقوة الجاذبة بين الجزيئات، وحالة المادة ليست دائمة، بل يمكن ان تتحول المادة من شكل لآخر في حال توافر ظروف معينة، مثل إضافة الطاقة أو إزالتها من المادة مما يسبب تغير فيزيائي في المادة وتغير حالتها من شكل لآخر، فإضافة الطاقة (أي الحرارة) إلى الماء السائل يسبب تحول حالة المادة من الشكل السائل إلى الشكل الغازي، وإزالة الطاقة من الماء السائل يؤدي إلى تحويل الماء إلى جليد (أي الشكل الصلب)، ويتم قياس هذه التغيرات من خلال الحركة، والضغط.

عندما يتم تطبيق الحرارة على مادة صلبة، تبدأ جزيئات المادة بالاهتزاز بصورة سريعة وتتحرك بصورة أسرع، عندما تصل المادة إلى نقطة معينة من درجة الحرارة والضغط، وهي تسمى بنقطة

الانصهار

، وهذه النقطة ليست متساوية عند كل مادة (أي أن نقطة انصهار الماء ليست كنقطة انصهار الزيت)، وبعد ذلك سوف تذوب المادة الصلبة وتتحول إلى سائل.

عند تتحول المادة من شكل لآخر، مثل تحول المادة من الشكل الصلب إلى الشكل السائل، في درجة حرارة وضغط التوازن، فإن حرارة المادة لن تنقص أو تزيد حتى تتحول كل جزيئات المادة الصلبة إلى المادة السائلة والعكس صحيح، ولفهم هذه العلاقة، يجب عليك تطبيق الأمر التالي، إذا قمت بوضع مكعب ثلج في كأس من الماء وتركته في درجة حرارة الغرفة، فإن مكعب الثلج سوف يذوب بعد برهة من الزمن ويتحول إلى ماء سائل، لكن درجة حرارته سوف تبقى 32 درجة مئوية (0 درجة سيلزيوس) حتى تتحول جميع مكعبات الثلج إلى سائل.

تتحول المادة من شكل إلى شكل آخر بشكل تدريجي، على سبيل المثال من أجل تحول المادة الصلبة إلى الشكل الغازي يجب عليها المرور بالشكل السائل، أما في حال تحول المادة بصورة مفاجئة من الشكل الصلب إلى الشكل الغازي، فإن هذه العملية تعرف بالتسامي. [2]