الدرس ٣: الشغل والآلات البسيطة (٣)

هذا الدرس لا ينتمي إلى الصفحات المعروضة، فالصفحات المرفقة تخص الوحدة الثانية عن طبيعة المادة وتغيراتها وليست عن الشغل والآلات البسيطة. بناءً على محتوى الصفحات الظاهرة، فإننا ندرس مفهوم المادة وتغيراتها الفيزيائية والكيميائية وحالات المادة الأربع وهي الصلبة والسائلة والغازية والبلازما. تعتمد حالة المادة على درجات الحرارة ومقدار الضغط الواقع عليها، حيث تتغير الحالة عندما تتبدل درجة الحرارة، مثل تحول الماء من السيولة إلى الصلابة عند انخفاض الحرارة دون الصفر السليزي. كما يتعرض الدرس لخواص المواد والفرق بين التغير الفيزيائي الذي لا يغير ماهية المادة والتغير الكيميائي الذي يغيرها بالكامل.

الفكرة الأساسية

جميع المواد لها خواص فيزيائية وأخرى كيميائية، ويمكن تغيير كليها. يعتمد تغير حالة المادة على درجة حرارتها ومقدار الضغط الواقع عليها لتتحول بين الحالات الأربع وهي الصلبة والسيولة والغازية والبلازما.

الشرح

عندما تنظر إلى المواد من حولك، تجد أن لكل مادة خواص فيزيائية يمكن ملاحظتها وقياسها مثل اللون والشكل والطول والكتلة والكثافة، وتغيراتها الفيزيائية لا تغير ماهية المادة. بالمقابل، للمادة خواص كيميائية والتغير الكيميائي يغير ماهيتها. تتواجد المادة في أربع حالات رئيسية: الصلابة والسيولة والغازية والبلازما. ثلاث من هذه الحالات معروفة من خلال خبراتك اليومية، أما حالة البلازما فتحدث عند درجات حرارة عالية جدا، كما في أنابيب الفلورسنت الضوئية والنيون وفي الغلاف الجوي عند حدوث البرق.

مثال محلول خطوة بخطوة

كيف تتغير حالة الماء عندما تتغير درجات حرارته؟ الخطوة ١: راقب حالة الماء الابتدائية عندما تكون درجات حرارته $20 \text{ ْط س}$. الخطوة ٢: قم بخفض درجات حرارته إلى ما دون الصفر السليزي ($0 \text{ ْط س}$).لاحظ كيف يتحول الماء من حالة السيولة إلى حالة الصلابة. الخطوة ٣: استنتج أن تغير درجات الحرارة والضغط هو العامل الأساسي الذي يتحكم في تغير حالة المادة من السيولة إلى الصلابة أو العكس.

أخطاء شائعة

الاعتقاد بأن التغير الفيزيائي للمادة يغير من ماهيتها وتركيبها الداخلي، بينما الصحيح أن التغير الفيزيائي يغير الشكل أو الحالة فقط دون تغيير الماهية. الظن بأن حالات المادة تقتصر على الصلبة والسائلة والغازية فقط متجاهلين حالة البلازما التي تتواجد في درجات الحرارة العالية جدا.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما هي حالات المادة الأربع المذكورة في الدرس؟ الإجابة: الصلابة، والسيولة، والغازية، والبلازما. السؤال الثاني: متى تحدث حالة البلازما للمادة؟ الإجابة: تحدث عند درجات حرارة عالية جدا، مثل أنابيب الفلورسنت الضوئية والنيون والغلاف الجوي عند حدوث البرق.