أخبار الموقع

التحولات الفيزيائية للمادة

تمهيد :
يخضع الماء في الطبيعة إلى دورة دائمة من التحولات الفيزيائية. وهذا بفعل تغيرات درجة الحرارة ؟ فما الفرق بين الحرارة ودرجة الحرارة ؟ وما التحولات الفيزيائية الممكنة ؟ وكيف يمكن تفسيرها ؟

I- الحرارة و درجة الحرارة :
1- تجربة :
+ المرحلة 1 : نسخن ماء في كأس ونراقب المحرار المغمور فيه.
+ المرحلة 2 : نزيل الموقد و نترك الماء ليبرد مع مراقبة المحرار.
2- ملاحظات :
+ أثناء تسخين الماء يرتفع مستوى السائل الملون داخل المحرار.
+ أثناء تبريد الماء ينزل مستوى السائل المحراري.

3- استنتاجات :
+ يعطي الموقد الحرارة للماء ، نقول إن الماء يكتسب طاقة حرارية فترتفع درجة حرارته.
+ يعطي الماء الحرارة للهواء المحيط ، نقول إن الماء يفقد طاقة حرارية فتنخفض درجة حرارته.
+ بصفة عامة، تتغير درجة حرارة جسم ما، نتيجة فقدان أو اكتساب الحرارة.

4- تعريف :
+ درجة الحرارة مؤشر لمدى برودة أو سخونة جسم وتعبر عن اكتسابه أو فقدانه للطاقة الحرارية. وهي مقدار فيزيائي قابل للقياس، يرمز له بالحرف θ أو T وتقاس بواسة المحرار. وحدتها العالمية هي درجة سلسيوس (C°).

II- التحولات الفيزيائية للمادة :
1- التحولات الفيزيائية الستة :
+ المادة هي كل ما يحيط بنا، و كل شيء في هذا الكون يعتبر مادة، كما توجد على ثلاث حالات فيزيائية هي :
   الحالة الفيزيائية الصلبة - الحالة الفيزيائية السائلة - الحالة الفيزيائية الغازية.

+ يمكن أن تنتقل المادة من حالة فيزيائية لأخرى وذلك بحسب الظروف المحيطة (درجة الحرارة و الضغط). و نميز ست تحولات فيزيائية يمكن تلخيصها في الخطاطة التالية :
2- مميزات الكتلة والحجم أثناء التحولات الفيزيائية :
أ- تجارب :
نقيس الكتلة والحجم لكمية من الماء قبل وبعد تحول فيزيائي :
+ مثال 1 : مراقبة الكتلة أثناء الانصهار

+ مثال 2 : مراقبة الحجم أثناء التجمد
ب- تفسير واستنتاج :
+ كتلة الجليد تساوي كتلة الماء السائل، أي أنها لم تتغير أثناء الانصهار. نقول إن الكتلة تنحفظ أثناء التحولات الفيزيائية.
+ حجم الجليد أكبر من حجم الماء السائل. أي أن أنه ازداد بعد التجمد. نقول إن الحجم لا ينحفظ أثناء التحولات الفيزيائية.

III- تفسير التحولات الفيزيائية للمادة :
1- مفهوم النموذج الدقائقي :
+ تتكون المادة من دقائق صغيرة جدا لا ترى بالعين المجردة، نمثلها بواسطة كريات (أو دوائر). بحيث :
   - في الحالة الصلبة : تكون الدقائق منتظمة ومتراصة تتجاذب بقوة مع بعضها ولا تنتقل.
   - في الحالة السائلة : تتجاذب الدقائق مع بعضها لكنها تنتقل بالانزلاق فوق بعضها، لتشكل مجموعة غير مرتبة.
   - في الحالة الغازية : تكون الدقائق متباعدة وتنتقل بسرعة في جميع الاتجاهات، لذلك تملأ كل الحجم المتاح لها ويمكن ضغطها بسبب الفضاء الفارغ بينها.

2- تفسير التحولات الفيزيائية :
يؤدي التسخين المستمر إلى انتقال المادة من الحالة الفيزيائية الصلبة إلى السائلة ثم إلى الغازية. و لتفسير ذلك نعتمد على النموذج الدقائقي.

>> تفسير مثال الماء :
+ يؤدي تسخين قطعة من الجليد إلى ازدياد حركة دقائقها فتصبح غير مرتبة وتبدأ بالانزلاق لتعطي الماء السائل.
+ مع ازدياد درجة الحرارة تزداد حركة الدقائق فتصبح متباعدة وسريعة لتعطي بخار الماء.
بصفة عـــامة :
+ أثناء التحول الفيزيائي، يؤدي التسخين لزيادة سرعة وحركة الدقائق المكونة للمادة، لأنها تكتسب طاقة حرارية.
+ أثناء التحول الفيزيائي : عدد الدقائق لا يتغير لذلك تنحفظ الكتلة، بينما يتغير موضعها وسرعتها لذلك لا ينحفظ الحجم.

تحميل الدرس