المواد الصلبة والسائلة والغازية
| English | العربية |
|---|---|
| kinetic energy/kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | الطاقة الحركية |
| phase change/feɪz tʃeɪndʒ/ | التغير الطوري |
وجوه ثلاثة للمادة
- نفس الماء يمكن أن يكون ثلجاً، أو بركة، أو بخار.
- تغيرت درجة الحرارة فقط، وليس الجزيئات.
- ما يختلف هو كيف تكون الجسيمات مكومة وكيفية حركتها.
- الحرارة تحدد الإيقاع؛ التجاذبات تحدد الترتيب.
مكثف، متدفق، حر
- في المادة الصلبة، الجسيمات مقيدة في نمط ثابت ومرتب، تهتز فقط.
- في السائل، الجسيمات تلامس لكنها حرة للانزلاق فوق بعضها البعض.
- في الغاز، الجسيمات بعيدة عن بعضها، تتحرك بسرعة وحرية.
في أي حالة تكون الجسيمات بعيدة عن بعضها وتحرك بسرعة وحرية؟
جسيمات الغاز متباعدة وتتحرك بحرية.
التسخين يصعد السلم
- إضافة الحرارة ترفع الطاقة الحركية وتحرر الجسيمات.
- المادة الصلبة تصبح سائلة ثم غازية كلما تغلبت الحرارة على التجاذبات.
- يحدث التحول الطوري عند درجة حرارة ثابتة.
خلال تحول الطور، تبقى درجة الحرارة ثابتة.
الحرارة المضافة تكسر التجاذبات بدلاً من رفع درجة الحرارة.
رتب الحالات من أدنى طاقة جزيئية إلى أعلى طاقة جزيئية.
الإضافة الحرارية تضيف الطاقة، لذا الصلبة < السائلة < الغازية.
درجة الحرارة مقابل التجاذب
- التجاذبات القوية (قوى بين الجزيئات) تفضل الحالات الصلبة والسائلة.
- درجة الحرارة العالية تفضل الحالة الغازية.
- توازن الاثنين يحدد الحالة في أي لحظة.
صلب، سائل، غاز
ارفع درجة الحرارة وشاهد الجسيمات تكتسب الطاقة وتحرر نفسها من الصلب إلى السائل إلى الغاز.
تبقى المادة صلبة أو سائلة بدلاً من غازية عندما...
تجاذبات قوية تمسك الجزيئات معاً ضد الحركة الحرارية.
لماذا الأكسجين غاز بينما الماء سائل عند درجة حرارة الغرفة؟
- الماء لديه روابط هيدروجينية قوية تمسك جزيئاته معاً.
- الأكسجين لديه فقط قوى تشتت ضعيفة، أضعف من أن يبقى سائلاً عند درجة حرارة الغرفة.
أي حالة تحافظ على حجم ثابت ولكن تأخذ شكل الوعاء الذي تحتويه؟
السائل يحفظ حجمه لكن لا يحفظ شكله.
الماء سائل عند درجة حرارة الغرفة بشكل كبير بسبب الروابط ____ القوية.
روابط الهيدروجين تمسك جزيئات الماء معاً كسائل.
أثناء التحول الطوري، تظل درجة الحرارة ثابتة -- فالحرارة المضافة تكسر التجاذبات بدلاً من زيادة سرعة الجسيمات. لا تتغير الجزيئات نفسها عبر الحالات؛ بل يتغير فقط ترتيبها وحركتها. يملأ الغاز وعاءه، ويحافظ السائل على حجمه لكن ليس شكله، بينما يحافظ الصلب على كليهما.
يختلف الصلب والسائل والغاز فقط في كيفية تكدس الجسيمات وسرعة حركتها. إضافة الحرارة ترفع الطاقة الحركية حتى يحدث تحول طوري يحرر الجسيمات. تميل قوى التجاذب بين الجزيئات القوية إلى تكوين solids وliquids، بينما تميل درجات الحرارة المرتفعة إلى gases، ويحدد التوازن بين هذين العاملين الحالة.