ما هي تغيُّرات الحالة؟
تغيُّرات الحالة هي تغيرات في المادة من حالة إلى أخرى، دون تغيير في تركيبها الكيميائي. يمكن أن تحدث تغيُّرات الحالة بسبب الحرارة أو الضغط أو مزيج من الاثنين.
حالات للمادة:
هناك أربع حالات للمادة:
- الحالة الصلبة:
في الحالة الصلبة، تكون الجزيئات قريبة جدًا من بعضها البعض، وترتبط ببعضها البعض بقوى ترابط قوية.
- الحالة السائلة:
في الحالة السائلة، تكون الجزيئات قريبة من بعضها البعض، ولكنها ليست متصلة ببعضها البعض بقوى ترابط قوية مثل المواد الصلبة.
- الحالة الغازية:
في الحالة الغازية، تكون الجزيئات متباعدة عن بعضها البعض، وليست متصلة ببعضها البعض بقوى ترابط.
- الحالة البلازمية:
في الحالة البلازمية، تكون الجزيئات مشحونة كهربائيًا.
تغيُّرات الحالة الشائعة:
فيما يلي بعض تغيُّرات الحالة الشائعة:
- الانصهار:
هو تغير المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
- التبخر:
هو تغير المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
- التكثف:
هو تغير المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
- الترسيب:
هو تغير المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.
- التسامي:
هو تغير المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة.
تعتمد تغيُّرات الحالة على بنية الجزيئات وقوى الترابط بينها. عندما تتغير بنية الجزيئات أو قوى الترابط، يمكن أن تتغير الحالة. على سبيل المثال، يمكن أن تتحول المادة الصلبة إلى سائلة إذا زادت درجة الحرارة، مما يؤدي إلى زيادة حركة الجزيئات وكسر بعض قوى الترابط.
ويمكن أن تكون تغيُّرات الحالة مفيدة للإنسان. على سبيل المثال، تستخدم تغيُّرات الحالة في الطهي والتبريد والتسخين.
تمارين تطبيقية:
فيما يلي بعض التمارين حول تغيُّرات الحالة:
التمرين 1:
اكتب تغيرات الحالة التي تحدث عند طهي الطعام.
الحل:
تمر الأطعمة المختلفة بتغيرات الحالة المختلفة عند طهيها. على سبيل المثال، يمر الماء بالمراحل التالية عند غليانه:
- التسخين: ترتفع درجة حرارة الماء من درجة حرارة الغرفة إلى نقطة الغليان.
- التبخر: يتبخر الماء من سطح السائل، ويتحول إلى بخار.
- التكثف: يتحول البخار إلى قطرات ماء عندما يبرد.
- الترسيب: تترسب قطرات الماء على سطح السائل، وتعود إلى حالتها السائلة.
التمرين 2:
اشرح لماذا يبرد الجسم عند التعرق.
الحل:
عند التعرق، يتبخر الماء من سطح الجلد. يتطلب تبخر الماء طاقة، وهذه الطاقة يتم الحصول عليها من الجسم، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته.
التمرين 3:
اشرح لماذا تتساقط الثلوج عند درجة حرارة 0 درجة مئوية.
الحل:
عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، يكون الماء في حالة توازن بين الحالة الصلبة والحالة السائلة. إذا انخفضت درجة الحرارة، فإن ذلك سيؤدي إلى زيادة كمية الماء في الحالة الصلبة، مما يؤدي إلى تساقط الثلوج.
التمرين 4:
اشرح لماذا يتصاعد دخان السجائر إلى الأعلى.
الحل:
يتكون دخان السجائر من جزيئات صغيرة جدًا. تتحرك هذه الجزيئات بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى انتشارها في جميع الاتجاهات. ومع ذلك، فإن الهواء الموجود في الأعلى يكون أقل كثافة من الهواء الموجود في الأسفل، مما يسمح للجزيئات الصغيرة في دخان السجائر بالارتفاع إلى الأعلى.
التمرين 5:
اشرح لماذا تنخفض درجة حرارة المبرد عند ضغطه.
الحل:
عندما يضغط المبرد، فإن ذلك يؤدي إلى زيادة كثافته. تؤدي الكثافة العالية إلى انخفاض طاقة حركة الجزيئات، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة.
ليست هناك تعليقات