ما المقصود بحالة المادة في درجات حرارة عالية جدًا كالبرق؟ تحتوي المادة على أكثر من حالة، بما في ذلك الحالة الصلبة والسائلة والغازية، وتعتبر حالة المادة تحت درجات حرارة عالية جدًا مثل البرق أحد أشكال المادة.
المادة هي كل جسم يشغل حيزًا في الفضاء وله كتلة، وسأتحدث في هذا المقال عن إحدى أهم حالات المادة، وهي حالة المادة تحت درجة حرارة عالية مثل البرق.
حالة المادة
- أي شيء في الكون يعتبر مادة، لأن المادة هي كل ما يشغل الفضاء وله كتلة، وللمادة خواص كثيرة.
- واحدة من أهم الخصائص التي يمكن ملاحظتها للمادة هي الحالة الفيزيائية للمادة.
- المادة لها حالات أخرى، والحالات المشتركة والعامة صلبة وسائلة وغازية.
- البلازما هي حالة أخرى للمادة، وهي حالة غير مباشرة للمادة.
- بينما تحدث حالات أخرى مثل السائل والصلب والغاز مباشرة، مثل تحويل مكعب ثلج إلى ماء سائل.
- بمعنى آخر، الماء في حالته الصلبة، وهو الجليد، أصبح حالة سائلة، وهي ماء سائل، وهذا يحدث مباشرة.
- كل حالة من حالات المادة المختلفة لها خصائصها الخاصة، على سبيل المثال، في حالة المادة الصلبة، يتم تجميع الجسيمات بطريقة جيدة جدًا بدون فراغات.
- أما بالنسبة لحالة الغاز فهو يتحرك بشكل عشوائي وجزيئاته بعيدة، وفي الحالة السائلة تأخذ جزيئات الماء شكل الحاوية التي توضع فيها، وتكون حركاتها سهلة للغاية.
- هذه لمحة موجزة عن حالات المادة المختلفة، وسأتحدث بعد ذلك عن واحدة من أهم حالات المادة، وهي حالة المادة تحت درجة حرارة عالية جدًا مثل البرق.
انظر أيضًا: هل يغير التحويل المادي خصائص الكائن دون تغيير نوعه أم لا؟
حالة المادة تحت درجة حرارة عالية جدًا، مثل البرق
- تُعرف المادة تحت درجة حرارة عالية جدًا مثل البرق بالبلازما. يتم إنشاء البلازما عن طريق تعريض المواد لدرجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، أو تعريض المادة لجهد عالي جدًا، مثل صاعقة البرق.
- البلازما ليست منتشرة ولكنها نادرة على الأرض ولكن البلازما وفيرة في الكون.
- وذلك لأن الأجرام السماوية للنجوم والكواكب هي في الغالب بلازما.
- أكدت العديد من الدراسات الفلكية أن النجوم تتكون من كرات من البلازما شديدة الحرارة والرطوبة.
- تتكون البلازما من وجود طاقة حركية عالية جدًا مع جزيئات مشحونة، ثم تدخلها الغازات، لأن الغازات تتميز بالانتشار السريع والحركة السريعة.
- لذلك، تُستخدم الغازات الخاملة، وهي ستة غازات وهي الهيليوم والنيون والأرجون والكريبتون والزينون والرادون، لإصدار شرارات متلألئة من الطاقة الكهربائية وتصبح حالة بلازما بعد التأين.
خصائص المواد تحت درجات حرارة عالية جدا مثل البرق
كما ذكرت في بداية المقال، فإن المقصود بالمادة ذات درجة الحرارة العالية جدًا مثل البرق هو البلازما، والبلازما فريدة من نوعها لكوكب الأرض.
لكنها توجد بكثرة في الأجرام السماوية، وتتكون النجوم أساسًا من البلازما، وتتكون طبقة الغلاف الجوي للأرض أساسًا من البلازما، وسأتحدث فيما يلي عن خصائص البلازما:
- البلازما ضعيفة وخفيفة وهشة ورقيقة.
- تكون البلازما دائمًا في الحالة الغازية، وتحتل مساحة الحاوية التي توجد بها.
- يوجد أيضًا نوعان من البلازما، البلازما الحرارية والبلازما غير الحرارية.
- توجد البلازما أيضًا في قلب الشمس، كما أن كثافة البلازما في لب الشمس أكبر بعشر مرات من كثافة الرصاص.
- البلازما مادة تتأثر بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية.
- البلازما أيضًا محايدة، مما يعني أن عدد البروتونات داخل النواة يساوي عدد البروتونات خارج النواة.
قد تكون مهتمًا بـ: ما هي نقطة انصهار الجليد؟
درجة الحرارة التي تتغير عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة؟
- درجة الحرارة التي تتغير عندها المادة من مادة صلبة إلى سائلة هي سؤال يطرحه المعلم على طلاب المدارس الإعدادية.
- أجاب بعض الطلاب أنها كانت نقطة الغليان، وأجاب البعض الآخر بأنها نقطة الانصهار.
- لنتحدث الآن عن الفرق بين درجة الانصهار ونقطة الغليان لمعرفة الإجابة.
- الجواب هو نقطة الانصهار، وليس نقطة الغليان، كما يقول بعض الطلاب، لأن نقطة الغليان أعلى من نقطة الانصهار.
- إذا وضعت قدرًا من الماء على حرارة 100 درجة مئوية، فسوف يتبخر الماء، أي أن الماء سوف ينتقل من الحالة السائلة إلى حالة البخار.
تابعونا: تعريف الطاقة وتغيراتها
حالة المادة
- حالة المادة هي الشكل الذي توجد فيه المادة أو يتم تمييزها، لأن المادة في الظروف العادية لها ثلاثة أشكال أو ثلاث حالات: صلبة، وسائلة، وغازية.
- المادة لها أشكال أخرى، ولكن في ظروف غير طبيعية أو ظروف قاسية، مثل عندما تتعرض المادة لدرجات حرارة قصوى.
- مثل البرق، يصبح بلازما موجودة في الكون على نطاق واسع ولكنها نادرة على سطح كوكب الأرض.
الشروط التقليدية للمادة
- قوي:
المادة الصلبة هي مادة لها شكل محدد وحجم محدد ولا يمكن العثور عليها داخل الحاوية. المادة الصلبة مدمجة وباطلة، وجزيئاتها لا تتحرك. بما فيها:
- المادة الصلبة المتبلورة: هي مادة صلبة يتم ترتيب الجزيئات فيها بطريقة منظمة.
- مادة صلبة غير متبلورة: مادة لا يتم ترتيب جزيئاتها أو ذراتها بانتظام.
- البلورة البلاستيكية: لها ترتيب عالي الترتيب لكنها تحافظ على دوران الجزيئات.
- شبه بلوري: له ترتيب عالي الترتيب ولا يمكن أن يكون بدون تكرار أو انتظام.
- سؤال:
لها حجم ثابت تقريبًا عندما يكون الضغط ودرجة الحرارة ثابتين، لذا فهي تأخذ شكل الحاوية التي توضع فيها.
- المجتاحة:
الغاز سائل ولا يقاوم تغيير حجمه، لكنه يملأ الحاوية التي يوضع فيها، كما أنه لا يقاوم تغيير شكله.
- إلهي:
المادة في حالتها الطبيعية ثلاثة أنواع من المواد الصلبة والسائلة والغازية، ولكن يمكننا أن نأخذ المادة السيتوبلازمية كنوع من حالة المادة.
السيتوبلازم هو غاز مؤين تكون جزيئاته حرة، ويتكون من خلال تعريض المادة لدرجات حرارة عالية جدًا.
مثل البرق، هذا يعني البلازما، والتي يجب أن نصنفها على أنها حالة من المادة وهي الحالة الرابعة للمادة.
خصائص المواد
- حالة المواد:
في الظروف العادية، يمكن أن تكون المادة صلبة أو سائلة أو غازية.
- لون المواد:
يختلف اللون من مادة إلى أخرى، فكل مادة تتميز بلون معين وهناك أيضًا مواد عديمة اللون، فمثلاً الحديد له لونه الخاص، والماء عديم اللون في العادة، والهواء عديم اللون.
- رائحة المواد:
كل مادة لها رائحتها الخاصة، وكل مادة تختلف عن بعضها البعض في الرائحة، فمثلاً تختلف رائحة البنزين عن العطر.
- الشفافية:
هناك مواد شفافة، ومواد شبه شفافة، ومواد غير شفافة، ومواد شفافة يمر من خلالها الضوء، والمواد شبه الشفافة هي مواد يمر الضوء من خلالها.
لكن الصورة ليست مشوهة تمامًا، فالمواد المعتمة هي مواد لا يستطيع الضوء اختراقها.
- لامع:
هناك مواد موصوفة بالبريق، ومعظم المواد وغيرها من المواد التي لم يتم وصفها بالبريق.
- الاحماء:
هناك مواد موصلة حراريًا ومواد غير موصلة للحرارة.
- الربط الكهربائي:
هناك مواد موصلة للكهرباء، مثل المعدن، ومواد أخرى مثل الخشب غير موصلة للكهرباء.
حالات المادة كثيرة ومتعددة، ولكن في الحالة الطبيعية، تحتوي المادة على ثلاث حالات فقط: صلبة، وسائلة، وغازية. موضوع هذا المقال.