ما هي أسباب سهولة تغير شكل السائل مع الأمثلة
الحالة السائلة للمادة هي مرحلة وسيطة بين المواد الصلبة والغازية، مثل جسيمات المادة الصلبة، تخضع الجسيمات الموجودة في السائل للتجاذب بين الجزيئات، ومع ذلك، فإن الجسيمات السائلة لها مسافة أكبر بينها، لذا فهي غير ثابتة في موضعها، التجاذب بين الجسيمات في السائل يحافظ على حجم السائل ثابتًا.
لكن ما هو السبب وراء سهولة تغيير شكل السائل؟ الجسيمات هي السبب الرئيسي في تغير شكل السائل حيث تتحرك الجسيمات في السائل ويمتلئ الجزء السفلي من الحاوية أو الوعاء بالسائل ويأخذ شكل الحاوية، ولكن لا يوجد أي تغيير في الحجم، ويعني المساحة المحدودة بين الجسيمات أن السوائل لها انضغاطية محدودة جدا
تختلف السوائل عن المواد الصلبة في أنها لا تحتفظ بشكل ثابت، لأنها يمكن أن تحتل أي شكل من أشكال العبوات التي توضع فيها بسبب تدفقها. وبسبب اقتراب جزيئات السوائل من بعضها البعض، لا تنضغط السوائل بسهولة، لذلك يكون حجمها ثابتًا.
بالنسبة لأمثلة على سهولة تغيير شكل السائل، يمكن النظر إلى عدة أنواع من السوائل، مثل:
- الماء
- العسل
- البنزين
- الشاي
- المشروبات الغازية
- العصائر
من الملاحظ أن السوائل تأخذ أشكالًا مختلفة وفقًا للوعاء الذي توضع فيه، ويمكن ملاحظة بعض الأمور مثل:
- الماء يتدفق من الصنبور، والعسل يخرج من زجاجة الضغط، والبنزين يتدفق من المضخة، وهذه ثلاثة أمثلة فقط على التنوع الشديد في المواد
- تتضمن خصائص السوائل الأساسية قدرتها على التدفق، وعلى الرغم من ذلك، فإن سلوكيات السوائل المختلفة تتنوع بشكل كبير، حيث تتدفق بعض السوائل بسهولة نسبية مثل الماء والزيت، بينما تتدفق بعض السوائل الأخرى ببطء شديد مثل العسل ودبس السكر، وتتميز بعضها بالزلاقة وبعضها الآخر باللزوجة
تتمثل سهولة تغيير شكل السائل في حركة جزيئاته، ولكن يتعين الإشارة إلى أمور أخرى تتعلق بالجزيئات والتي ستوضح بالتفصيل فيما يلي
- السوائل تتدفق بسبب ضعف القوى بين الجزيئات مما يسمح لها بالتحرك بالنسبة لبعضها البعض. القوى بين الجزيئات هي القوى بين الجزيئات المجاورة، ولا ينبغي الخلط بين هذه القوى وبين القوى داخل الجزيئات مثل الروابط التساهمية والأيونية. القوى التي تمارس داخل الجزيئات الفردية تحافظ على الذرات معا وتكون القوى جذابة عندما تتفاعل الشحنة السالبة مع الشحنة الموجبة القريبة وتكون القوى منفرة عندما تكون الشحنات المجاورة هي نفسها، سواء كانت موجبة أو سالبة.
- في المقارنة مع المادة الصلبة، تكون القوى بين الجزيئات قوية جدا لدرجة تحجز الحركة بشكل كبير، بينما في المادة الصلبة، تهتز الجزيئات لكنها في الأساس محبوسة ضمن بنية صلبة، كما هو معروف في خصائص المواد الصلبة. ومن ناحية أخرى، في المواد الغازية، تكون الجزيئات منفصلة جدا بحيث لا توجد قوى فعلية بينها، والجزيئات تتحرك وتتدفق بحرية تامة.
- المواد الصلبة غير سائلة، لكنها تشترك مع السوائل في خاصية مختلفة وهي تجمعها معا بفعل القوى القوية بين الجزيئات، وهي أكثر كثافة بكثير من الغازات، ولذلك يتم وصفها على أنها مراحل “مادة مكثفة” لأن كلتاهما غير قابلة للانضغاط نسبيا.
ما هي حالات المادة الثلاث
يمكن تعريف المادة على أنها المادة التي تشكل الكون المرئي، ومن المعروف أن المادة، جنبا إلى جنب مع الطاقة، تشكل أساس جميع الظواهر الواقعية في مجالات الفيزياء الكلاسيكية والكيمياء العامة. يستخدم مصطلح المادة للإشارة إلى أي مادة لها كتلة وتحتل مساحة من خلال وجود حجم.
وحالات المادة الثلاث هي الأشكال التي يمكن تكونها فيها، ثلاثة أنواع من المواد هي المواد الصلبة والسوائل والغازات، إن فهم الطبيعة الجسيمية للمادة أمر مهم، حيث أن الجسيمات التي تؤثر في التركيب ليست “قطع صلبة صغيرة” أو “قطرات سائلة صغيرة”، لكنها ذرات وجزيئات، تحدد الخصائص الفيزيائية لهذه الذرات والجزيئات حالتها.
في النهاية، فإن جميع الأشياء العادية التي يمكن لمسها تتكون من ذرات مكونة من جسيمات دون ذرية متفاعلة، ويشمل مصطلح `المادة` عادة الذرات وكل شيء مكون منها للاستخدامات العادية والعلمية على حد سواء
بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن اعتبار الجسيمات التي تتصرف كأنها لا تمتلك كتلة وحجم، مثل الفوتونات أو غيرها من الظواهر الطاقوية أو الموجات مثل الضوء أو الصوت، كمادة.
تتألف المادة من جزيئات صغيرة، وتتمثل هذه الجزيئات في الذرات التي تصغر إلى حد لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وتتجمع معظم الذرات معًا لتشكل المادة التي يمكن للإنسان رؤيتها.
أمثلة على حالات المادة
المواد الصلبة والسوائل والغازات هي الحالات الرئيسية الثلاث للمادة، وهناك أيضًا مواد أخرى مثل البلازما والعديد من الحالات الغريبة، والمادة الصلبة لها شكل وحجم محددين، ومن الأمثلة على ذلك:
- الجليد مثال على مادة صلبة.
- السائل له حجم محدد، ولكنه يمكن أن يتغير في شكله، والماء هو مثال على السائل.
- الغاز لا يتميز بشكل أو حجم محدد، وبخار الماء والهواء هما مثالين على الغاز.
- على عكس الغاز، البلازما ليس لها شكل أو حجم محدد، ولكن جزيئات البلازما تكون متباعدة أكثر من جزيئات الغاز وتحمل شحنة كهربائية، والبرق هو مثال على البلازما
المادة الصلبة هي شكل من أشكال المادة التي لها شكل وحجم محددان، تتراكم الذرات والجزيئات في معظم المواد الصلبة معًا بشكل أقرب مما كانت عليه في حالات المادة الأخرى (مع بعض الاستثناءات)، على عكس الجسيمات في حالات المادة الأخرى، غالبًا ما تتخذ الذرات والجزيئات في المادة الصلبة ترتيبات منتظمة (بلورات)، تتضمن أمثلة المواد الصلبة ما يلي:
- قالب طوب
- عملة
- قضيب حديدي
- موز
- صخر
- رمل
- زجاج (لا ، لا يتدفق)
- ورق ألومنيوم
- جليد
- خشب
أمثلة على السوائل
السائل هو حالة من المادة التي لها حجم محدد ولكن يمكن أن يتغير شكلها، ولديها القدرة على التدفق واستيعاب شكل الحاوية التي تحتوي عليها، وذلك بسبب وجود مساحة كافية بين جزيئاتها تمكنها من الانزلاق فوق بعضها البعض، ومن أمثلة السوائل ما يلي:
- دم
- عسل
- خمر
- ماء
- الزئبق (معدن سائل)
- بترول
- لبن
- الأسيتون
- كحول
- قهوة
أمثلة على المواد الغازية
- هواء
- غاز طبيعي
- هيدروجين
- بخار الماء
- غاز الفريون
- الأوزون
- نتروجين
- أرجون
- غاز طبيعي
المادة الغازية
الغاز هو واحد من الحالات الكلاسيكية الثلاث للمادة (والحالات الأخرى تكون سائلة وصلبة)، وتسمى المادة الموجودة كغاز بالغاز النقي عند درجة الحرارة والضغط القياسيين (STP ، أو 1 atm و 273 K)، والتي تم الإشارة إليها سابقًا.
الغاز النقي يمكن أن يتكون من ذرات فردية مثل الغاز النبيل أو الغاز الذري مثل النيون، أو من جزيئات عنصرية مصنوعة من نوع واحد من الذرات مثل الأكسجين، أو من جزيئات مركبة مصنوعة من مجموعة متنوعة من الذرات مثل ثاني أكسيد الكربون. إذا كانت درجة غليان المادة أقل من 273 كلفن، فيجب أن تكون المادة في حالة الغاز عند ظروف الضغط ودرجة الحرارة القياسية.