States of Matter

المادة هي أي شيء له كتلة ويشغل حيزًا.
توجد المادة في ثلاث حالات رئيسية: صلبة، وسائلة، وغازية.

حالات المادة

الحالة الصلبة:
تتميز بشكل وحجم ثابتين.
تتكون من جسيمات متراصة بإحكام ولها مواقع ثابتة.
لا يمكن ضغط المواد الصلبة بسهولة.
أمثلة: الخشب، الحديد، الثلج.
الحالة السائلة:
تتميز بحجم ثابت ولكن شكلها يتغير حسب الوعاء الذي توجد فيه.
تتكون من جسيمات متقاربة ولكنها قادرة على الحركة والانزلاق فوق بعضها البعض.
السوائل أقل قابلية للضغط من الغازات.
أمثلة: الماء، الزيت، الكحول.
الحالة الغازية:
لا تتميز بشكل أو حجم ثابتين، بل تشغل الحيز المتاح لها.
تتكون من جسيمات متباعدة جدًا وتتحرك بحرية وبشكل عشوائي.
الغازات قابلة للضغط بدرجة كبيرة.
أمثلة: الهواء، الأكسجين، ثاني أكسيد الكربون.

تغيرات حالة المادة

تغيرات الحالة هي تحولات فيزيائية للمادة من حالة إلى أخرى.
تحدث هذه التحولات نتيجة لتغيرات في درجة الحرارة أو الضغط.
تشمل تغيرات الحالة الشائعة: الانصهار، التجمد، التبخر، التكثف، التسامي، والترسيب.
الانصهار:
هو تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
يحدث الانصهار عندما تصل درجة حرارة المادة الصلبة إلى نقطة الانصهار.
أثناء عملية الانصهار، تمتص المادة طاقة حرارية تستخدم في كسر الروابط بين الجسيمات الصلبة، مما يسمح لها بالتحرك بحرية أكبر.
التجمد:
هو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.
يحدث التجمد عندما تنخفض درجة حرارة المادة السائلة إلى نقطة التجمد.
أثناء عملية التجمد، تفقد المادة طاقة حرارية، مما يسمح للجسيمات بالتباطؤ والترابط معًا لتشكيل بنية صلبة.
التبخر:
هو تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
يحدث التبخر عند تسخين السائل أو عندما تتعرض جزيئاته لضغط منخفض.
هناك نوعان من التبخر: الغليان والتبخر السطحي.
الغليان: يحدث عند درجة حرارة معينة (نقطة الغليان) حيث تتشكل فقاعات من البخار داخل السائل.
التبخر السطحي: يحدث على سطح السائل عند أي درجة حرارة، حيث تتحرر الجزيئات ذات الطاقة العالية من سطح السائل.
التكثف:
هو تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.
يحدث التكثف عندما تنخفض درجة حرارة الغاز أو يزداد الضغط عليه.
أثناء عملية التكثف، تفقد الجسيمات الغازية طاقة حرارية، مما يسمح لها بالتباطؤ والتقارب لتشكيل سائل.
التسامي:
هو تحول المادة مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة.
يحدث التسامي عندما تكون درجة حرارة المادة الصلبة وضغطها مناسبين.
مثال: تحول الجليد الجاف (ثاني أكسيد الكربون الصلب) إلى غاز ثاني أكسيد الكربون.
الترسيب:
هو تحول المادة مباشرة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة دون المرور بالحالة السائلة.
يعتبر الترسيب عكس عملية التسامي.
مثال: تكون بلورات الثلج (الصقيع) على الأسطح الباردة في الطقس البارد.

خصائص إضافية

درجة الحرارة:
هي مقياس للطاقة الحركية المتوسطة للجسيمات في المادة.
تؤثر درجة الحرارة على حالة المادة، حيث يمكن أن تتسبب في تحولها من حالة إلى أخرى.
الضغط:
هو القوة المؤثرة على وحدة المساحة.
يؤثر الضغط أيضًا على حالة المادة، خاصة الغازات.
الطاقة الحرارية:
هي الطاقة اللازمة لتغيير حالة المادة.
تمتص المادة طاقة حرارية أثناء الانصهار والتبخر والتسامي.
تفقد المادة طاقة حرارية أثناء التجمد والتكثف والترسيب.