المادة: هي كل ما له كتلة ويشغل حيزاً من الفراغ.
الهواء الذي نتنفسه، الماء الذي نشربه، الصخور، الكتب، وحتى أنت! كل هذه مواد لأنها تشغل حيزاً ولها كتلة.
الخصائص:
أمثلة: الجليد، الحديد، الخشب، الصخور
الخصائص:
أمثلة: الماء، العصير، الزيت، الحليب
الخصائص:
أمثلة: الهواء، بخار الماء، الأكسجين، ثاني أكسيد الكربون
تختلف حركة الجزيئات باختلاف حالة المادة. لاحظ الرسوم المتحركة أدناه:
تهتز في أماكنها
تنزلق فوق بعضها
تتحرك بحرية وسرعة
اللزوجة: هي مقياس لمقاومة السائل للانسياب (التدفق). كلما زادت لزوجة السائل، كان أكثر سمكاً وأبطأ في الانسياب.
تعتمد اللزوجة على:
الماء
ينساب بسرعة وسهولة
العصير
ينساب ببطء متوسط
العسل
ينساب ببطء شديد
الزيت
سميك جداً وبطيء الانسياب
التوتر السطحي: هو خاصية في السوائل تجعل سطحها يتصرف وكأنه غشاء مشدود، نتيجة لقوى التجاذب بين الجزيئات.
كيف يحدث؟
جزيئات السائل في الداخل تنجذب من جميع الجهات بالتساوي، أما جزيئات السطح فتنجذب للداخل فقط، مما يخلق قوة شد على السطح.
تنقسم المواد الصلبة إلى نوعين رئيسيين حسب ترتيب جزيئاتها:
التعريف: مواد صلبة تكون جزيئاتها مرتبة في نمط هندسي منتظم ومتكرر.
الخصائص:
أمثلة:
التعريف: مواد صلبة تكون جزيئاتها مرتبة بشكل عشوائي وغير منتظم.
الخصائص:
أمثلة:
| وجه المقارنة | المواد البلورية 💎 | المواد غير البلورية 🔮 |
|---|---|---|
| ترتيب الجزيئات | منتظم ومتكرر | عشوائي وغير منتظم |
| الشكل الهندسي | منتظم | غير منتظم |
| درجة الانصهار | محددة وثابتة | غير محددة (تلين تدريجياً) |
| أمثلة | الملح، السكر، الألماس | الزجاج، البلاستيك، المطاط |
التعريف: مقدار ما يحتويه الجسم من مادة.
وحدة القياس: الجرام (جم) أو الكيلوجرام (كجم)
أداة القياس: الميزان
ملاحظة: الكتلة لا تتغير بتغير المكان (على الأرض أو القمر).
التعريف: مقدار الحيز الذي يشغله الجسم.
وحدة القياس: السنتيمتر المكعب (سم³) أو اللتر (ل)
أداة القياس: المخبار المدرج (للسوائل)
ملاحظة: الحجم يتغير بتغير درجة الحرارة والضغط.
التعريف: كتلة وحدة الحجوم من المادة.
القانون: الكثافة = الكتلة ÷ الحجم
وحدة القياس: جم/سم³ أو كجم/م³
تطبيق: إذا كانت كثافة الجسم أقل من كثافة الماء (1 جم/سم³) فإنه يطفو.
التعريف: خصائص يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير نوع المادة.
أمثلة:
التعريف: خصائص تصف قدرة المادة على التفاعل وتكوين مواد جديدة.
أمثلة:
حالات أخرى للمادة:
هل تعلم؟
التعريف: هي مجموع طاقتي الحركة والوضع لجميع جسيمات المادة.
تعتمد على:
مثال: حوض السباحة الدافئ طاقته الحرارية أكبر من إبريق الشاي الساخن، لأن عدد جزيئات الماء في الحوض أكبر بكثير.
التعريف: مقياس لمتوسط الطاقة الحركية لجسيمات المادة.
وحدة القياس: الدرجة المئوية (°م) أو الكلفن (K)
أداة القياس: الترمومتر (مقياس الحرارة)
ملاحظة: لا تعتمد على كمية المادة، بل على سرعة جزيئاتها فقط.
القاعدة الذهبية: تنتقل الحرارة دائماً من الجسم الأسخن (الأعلى درجة حرارة) إلى الجسم الأبرد (الأقل درجة حرارة) حتى يتساويا في درجة الحرارة.
طرق انتقال الحرارة:
التعريف: تحول المادة من الحالة الصلبة إلى السائلة.
كيف يحدث؟
درجة الانصهار: درجة الحرارة التي تنصهر عندها المادة
مثال: الجليد ينصهر عند 0°م
أمثلة أخرى:
التعريف: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الصلبة.
كيف يحدث؟
درجة التجمد: درجة الحرارة التي تتجمد عندها المادة
مثال: الماء يتجمد عند 0°م
أمثلة أخرى:
درجة الانصهار = درجة التجمد لنفس المادة
مثال: الجليد ينصهر عند 0°م، والماء يتجمد عند 0°م
أثناء الانصهار أو التجمد، تثبت درجة الحرارة رغم استمرار اكتساب أو فقدان الطاقة الحرارية، لأن الطاقة تُستهلك في تغيير حالة المادة وليس في رفع أو خفض درجة حرارتها.
التعريف: تحول المادة من الحالة السائلة إلى الغازية.
كيف يحدث؟
درجة الغليان: درجة الحرارة التي يغلي عندها السائل
مثال: الماء يغلي عند 100°م
أنواع التبخر:
التعريف: تحول المادة من الحالة الغازية إلى السائلة.
كيف يحدث؟
أمثلة:
عندما يتبخر السائل، فإن الجزيئات الأسرع (الأعلى طاقة) هي التي تهرب من السطح، فتبقى الجزيئات الأبطأ (الأقل طاقة). وبما أن درجة الحرارة هي متوسط الطاقة الحركية، فإن درجة حرارة السائل تنخفض.
مثال: عندما تخرج من المسبح وتشعر بالبرودة، هذا بسبب تبخر الماء من على جلدك.
التعريف: تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الغازية مباشرة دون المرور بالحالة السائلة.
كيف يحدث؟
أمثلة:
التعريف: تحول المادة من الحالة الغازية إلى الصلبة مباشرة دون المرور بالحالة السائلة.
كيف يحدث؟
أمثلة:
انقر على النقاط المختلفة في الرسم البياني لمعرفة ما يحدث في كل مرحلة:
👆 انقر على أي نقطة زرقاء أو برتقالية لمعرفة التفاصيل
أثناء تغير حالة المادة (مثل الانصهار أو الغليان)، تثبت درجة الحرارة رغم استمرار اكتساب المادة للطاقة الحرارية أو فقدانها.
السبب:
الطاقة الحرارية المكتسبة تُستهلك في كسر الروابط بين الجزيئات وتغيير حالتها، وليس في رفع درجة حرارتها. لذلك تثبت درجة الحرارة حتى تكتمل عملية التحول بالكامل.
هل تعلم؟
في هذا المختبر الافتراضي، ستقوم بتسخين الماء ومراقبة تحولاته من الحالة الصلبة (جليد) إلى السائلة ثم الغازية (بخار).
الحالة الحالية: جليد (صلب)
درجة الحرارة 0°م - الجليد يبدأ في الانصهار
اسحب كل مادة وضعها في الحالة الصحيحة:
اضغط على كل تحول لمعرفة هل المادة تكتسب أم تفقد طاقة حرارية:
اضغط على المفهوم ثم اضغط على تعريفه الصحيح:
اضغط على كل مادة لتصنيفها إلى بلورية أو غير بلورية:
اختبر معلوماتك في الدرسين معاً! أجب عن الأسئلة التالية:
1. ما هي المادة؟
2. أي من الخصائص التالية characteristic فيزيائية؟
3. ما الفرق بين الطاقة الحرارية ودرجة الحرارة؟
4. ماذا يحدث لدرجة حرارة الجليد أثناء انصهاره؟
5. أي من التحولات التالية تفقد فيه المادة طاقة حرارية؟
6. ما هي الكثافة إذا كانت كتلة الجسم 50 جم وحجمه 10 سم³؟
7. تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الغازية مباشرة يُسمى:
8. أي من المواد التالية مادة بلورية؟
9. ما هي اللزوجة؟
10. أي من الأمثلة التالية يمثل التوتر السطحي؟
11. ما هي درجة غليان الماء عند الضغط الجوي العادي؟
12. لماذا يطفو الجليد على الماء؟