ما هي الخواص الفيزيائية المميزة للمادة، هناك العديد من الخصائص الفيزيائية المميزة للمادة، والتي سنناقشها ونبحث عنها في مقالتنا القادمة، والتي نقدمها لكم في مخزن المعلومات. وقد تبين من خلال الدراسات والتجارب أن المادة تتكون من ثلاثة أقسام رئيسية:
- الخواص الكيميائية: تعتمد هذه الخاصية على مدى تعرض المواد للتفاعلات الكيميائية ومن ثم إنتاج مواد جديدة لها خصائص مختلفة، مثل ما يحدث من إنتاج الرماد بعد احتراق الفحم، أو صدأ الحديد.
- الخواص الميكانيكية: ومن أهم هذه الخواص القوة والعمل والتسارع والسرعة.
- الخصائص الفيزيائية: بما في ذلك اللمعان والكثافة واللمعان.
تحديد الخصائص الفيزيائية للمادة
تعني الخاصية الفيزيائية جميع الخصائص التي تقبل القياس ومن خلال قيمتها يصبح من الممكن وصف حالة المادة أو النظام المادي في لحظة معينة من الزمن. المادية لما يلي:
- الخصائص الشاملة: تعتمد هذه الخاصية على حجم وكمية المادة في الجسم، حيث تزداد بالتزامن مع زيادة حجم وكمية المادة، المحتوى الحراري وعدد الجسيمات.
- الخصائص المركزة: لا تعتمد هذه الخاصية على حجم المادة وكميتها في الجسم. ومن الأمثلة الحرارة النوعية وقياسها كيلوغرام / جول، والكثافة وقياسها كيلوغرام / متر مكعب، والسعة الحرارية.
تجدر الإشارة إلى أن هناك بعض حالات المادة التي يصعب فيها تحديد حالتها وما إذا كانت مادية أو غير ذلك. ومن الأمثلة على هذه الحالات رؤية الألوان، حيث أن ما نراه من الألوان هو مجرد شرح لخاصية الانعكاس على السطح، ومن خلال مقارنة خصائص المادة الفيزيائية مع المواد الأخرى. الخواص الكيميائية: يصبح ممكناً بالنسبة لسلوك المواد أثناء التفاعل.
الخصائص الفيزيائية للمادة
يعتمد التباين في الخواص الفيزيائية للمواد على الروابط بين الجزيئات وأنواعها في حالة المركبات الأيونية، أو ما يجمع بين الجسيمات والتجمعات الأيونية للروابط. ولعل الخصائص الفيزيائية المميزة للمادة هي التالية:
- حالات المادة الثلاث: الحالة السائلة، والحالة الصلبة، والحالة الغازية.
- الخصائص النوعية: لا يمكن تحديد قيمة معينة مثل الرائحة والذوق.
- الخصائص الكمية: يمكن قياسها، مثل الكتلة والحجم.
- قابلية الانضغاط والليونة والطرق.
- التسامي والتسامي العكسي.
- نقطة الانصهار، نقطة الغليان.
- معدل التبخر، معدل التبخر.
- طاقة التبخر وطاقة التكثيف.
- التوصيل الكهربائي.
- توصيل حراري.
- التكثيف والتجميد.
- ضغط البخار.
- انتشار.
خصائص الحالات الثلاث للمادة الفيزيائية
لكل حالة من حالات المادة الفيزيائية الثلاث مجموعة من الخصائص التي تميزها، والتي سنشرحها في الفقرات التالية:
الخصائص الفيزيائية للحالة الصلبة
كل من شكل وحجم الجسم الصلب ثابتان، والأجسام الصلبة تنقسم حسب خواصها الفيزيائية إلى ما يلي:
- أجسام صلبة متجانسة: لها شكل خاص وثابت.
- أجسام صلبة غير مضغوطة: ليس لها شكل خاص وثابت، فهي تأخذ شكل ما توضع فيه من الحاوية، وتتشارك الأجسام السائلة والغازية معها هذه الخاصية، بينما تختلف عنهم فيما لديهم في حالة راحة من سطح أفقي.
من خلال التقسيم المذكور أعلاه للأجسام الصلبة، يتضح أنها تشترك جميعًا في الخصائص التالية:
- شكل ثابت.
- حجم ثابت.
- لا تقبل الضغط.
- لديها طاقة حركية منخفضة.
الخصائص الفيزيائية للحالة السائلة
من أهم الخصائص الفيزيائية التي تشترك فيها المواد السائلة ما يلي:
- حجم ثابت.
- من الصعب الضغط.
- السطح الأفقي للمادة في حالة سكون.
- ليس لها شكل خاص أو ثابت، ولكنها تأخذ شكل الحاوية التي توضع فيها.
- وتتميز بالسيولة والتدفق، وهذا واضح من انتقالها السهل والسريع من وعاء إلى آخر.
الخصائص الفيزيائية للحالة الغازية
- متخصص في السيولة والتدفق.
- يقبل الضغط والتوسيع.
- إنه ليس مستقرًا في الحجم، لذا فهو يأخذ شكل وعاء.
- لا يوجد شكل ثابت أو خاص، لذلك فهو يأخذ أيضًا شكل الوعاء الذي يوضع فيه.
أمثلة على الخصائص الفيزيائية للمادة
بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية للمادة المذكورة أعلاه، نذكر الأمثلة التالية للخصائص الفيزيائية للمادة:
- النفاذية: النفاذية هي مؤشر على مدى استنزاف مادة ما من سوائلها المنسوجة، وتدفقها السريع، وتقاس هذه الخاصية بوحدة الدرسي، وهو ما تم اعتماده بالنسبة إلى مكتشفها.
- الخصائص الصوتية: وهي موجة كمية. وبناءً على ذلك، يتم التعبير عن خصائص الصوت بعدة أشكال، مثل الطول الموجي الذي يقاس بالأمتار، والهرتز كوحدة تردد، بالإضافة إلى قياس شدة الصوت بالديسيبل.
- المرونة: في الفيزياء، تعني قابلية الجسم للانثناء، وتأثير المادة بالنسبة لحجمها وشكلها بعد زوال أسباب التغيير.
- الخواص المغناطيسية: تُقاس الخواص المغناطيسية للمادة بكميتين فيزيائيتين هما:
- (كثافة التدفق المغناطيسي): تمثل كثافة التدفق المغناطيسي قوة المجال للمادة التي تعرضت للمجال المغناطيسي، ويتم قياسها بالتسلا.
- (شدة المجال المغناطيسي): إن شدة المجال المغناطيسي هي ما يعبر عنه بمقدار القوة التي تنتج عن التغير في الطاقة لكل وحدة حجم.
الخصائص الفيزيائية للمادة وتغيراتها
التغيرات الفيزيائية تعني ما يحدث للمادة في حالتها سواء كانت غازية أو صلبة أو سائلة وفيها تحدث حالة تغير في شكلها الخارجي فقط، وهذه التغيرات غالبا ما ترتبط بتغير في درجة الحرارة مثل التبخر أو الاندماج.، وهذه التغييرات قد لا تؤثر على هوية المادة كما يحدث في حالة إذابة السكر في الماء، أو تكسير الزجاج، ومن بين الخصائص الفيزيائية المميزة للمادة الشهيرة نذكر:
ضغط
- وهو المقصود بحالة التغيير التي تحدث في مادة ما في الحالة الغازية وتتحول بواسطتها إلى سائل، ومن خلال تعريض جزيئات تلك المادة للضغط تزداد قوى التجاذب بينها وتزداد المسافات بينها. تنخفض حتى تتحول من تلك الحالة الغازية إلى سائل.
تعريف
- هي حالة تغير فيزيائي تحدث للمواد في الحالة الغازية، وهي عندما تختلط جزيئات الغاز بالهواء، ثم تنتشر تلك الجزيئات في الهواء، وفي هذه الحالة تأخذ حجمًا أكبر من حجمها قبل الانتشار. .
انصهار
- إنها إحدى حالات التغيير التي تحدث للمادة، حيث يتم تحويل المادة عن طريق التعرض للحرارة من الحالة الصلبة إلى السائل، حيث تقوم الحرارة بتفكيك وتذبذب جزيئات المادة، والتي تكون في حالة متطرفة. التماسك قبل التعرض للحرارة والمسافة بين تلك الجسيمات إما صفر أو شبه معدومة. عندما يتم تسخين المادة، تزداد المسافات بين الجزيئات وتتفكك وتتباعد عن بعضها، وهنا تتحول المادة إلى سائل.
قياس التغيرات الجسدية
عند إخضاع المواد للقياسات والتجارب من أجل التعرف على خصائصها الفيزيائية، فإن تلك الخصائص قد تتغير، ويتم قياس هذه التغييرات من خلال مجموعة من القياسات، بما في ذلك:
- قياس نقطة الانصهار: أثناء قياس نقطة الانصهار، تتغير المواد من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة، كما يحدث للثلج من الذوبان والتحول إلى ماء سائل عندما تصل درجة حرارته إلى صفر درجة مئوية.
- قياس نقطة الغليان: عندما تصل درجة حرارة مادة ما إلى نقطة الغليان، يحدث تغيير في حالتها الفيزيائية من سائل إلى غازي، مثل ما يحدث للماء عندما يتحول إلى بخار عندما تصل درجة حرارته إلى 100 درجة مئوية.
الخصائص الفيزيائية للماء
هناك عدد من الخصائص الفيزيائية التي تتميز بها المياه، منها:
- التوتر السطحي: يعتمد على التجاذب الذي يحدث بين الجزيئات السائلة. كما يعتمد على المواد السائلة والصلبة والغازية التي تتلامس معها، وشكل السائل في هذه الحالة يشبه الغشاء المرن المشدود.
- ضغط البخار: هو ضغط البخار الناتج عن تبخر مادة صلبة أو سائلة فوق مادة صلبة أو سائلة في حاوية مغلقة.
- الحرارة النوعية: للماء القدرة على مقاومة تغير درجة الحرارة حتى لو كان تغيرًا شديدًا، وذلك بسبب ارتفاع درجة حرارة التبخر وكذلك الحرارة النوعية، مما يشير إلى الحاجة إلى كمية كبيرة من الطاقة من أجل كسر الهيدروجين. الروابط بين جزيئات الماء.
- التأثير والتأين الذاتي للماء: الماء مركب له خاصية التأين الذاتي، مما يشير إلى تصادم بين جزيئات الماء، مما يؤدي إلى انتقال أيون الهيدروجين بين جزيئين، وهنا أيون الهيدروكسيد سالب الشحنة ( OH-)، ويتم الحصول على أيون الهيدرونيوم موجب الشحنة (+ H).