حالت های مواد - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
1 - ماده چند حالت دارد؟
ممکن است بگویید سه حالت داریم جامد مایع و گاز. اما صبر کنید و ادامه مطلب را بخوانید.
شاید بتوان گفت اولین کسی که حالت های مواد را بیان کرد ارسطو بود. ارسطو چهار حالت برای ماده در نظر گرفت: خاک، آب، هوا، و آتش. اگر بخواهیم به زبان امروزی بیان کنیم به صورت زیر می شود:
خاک یعنی جامد - آب یعنی مایع - هوا یعنی گاز - آتش یعنی پلاسما . امروزه 6 حالت برای ماده کشف شده که به صورت زیر است:
2 - جامد چیست؟ و چه ویژگی هایی دارد؟
جامد جسمی است که حجم و شکل معینی دارد. حجم معین دارد یعنی به راحتی فشرده یا کشیده نمی شود. شکل معین دارد یعنی شکل آن کمتر تغییر می کند و ثابت است. مثلا یک آجر را به هر شکلی روی زمین قرار دهیم یک مکعب مستطیل است( البته شما ممکن است با چکش بتوانید شکل آن را تغییر دهید ولی منظور این نیست بهتر است با گاز و مایع مقایسه کنید). مولکول های جسم جامد به هم نزدیک هستند. این مولکول ها در جای خود حرکت می کنند. در واقع مولکول ها در جای خود می لرزند. تصور کنید مولکول های جسم جامد، مانند گلوله هایی هستند که به کمک فنرهایی به هم متصل هستند.
چرا جامد به راحتی تغییر شکل نمی دهد و حجم آن ثابت است؟ همان مجموعه گلوله ها و فنر ها را در نظر بگیرید. وقتی که جسم جامد را فشرده می کنیم، مولکول های آن جسم به هم نزدیک می شوند، در این حالت نیروی بین آنها از نوع رانشی است؛ پس نمی توانند خیلی به هم نزدیک شوند زیرا وقتی نیرو از نوع رانشی است مانع نزدیک شدن مولکول ها به هم می شود. اگر جسم جامد را بکشیم نیروی بین مولکول ها ربایشی می شوند. در این حالت نمی توانیم مولکول ها را به راحتی از هم دور کنیم. بنابراین در هر دو حالت، جسم جامد تمایل دارد شکل خود را حفظ کند.
3 - مایع چیست؟ و چه ویژگی هایی دارد؟
مایع حالتی است که جسم، حجم معین دارد اما شکل معین ندارد. حجم معین دارد یعنی به راحتی نمی توان آن را فشرده کرد. شکل معین ندارد یعنی به شکل ظرف خود در می آید. مثلا اگر آن را در لیوان بریزیم به شکل لیوان در می آید و اگر در پارچ بریزیم به شکل پارج در می آید.
چرا مایعات می توانند جاری شوند؟ علت این است که مولکول های مایع، می توانند روی هم بلغزند. به همین دلیل، مایع می تواند جاری شود. ضمنا نکته دیگری که باید به آن دقت کنید این است که فاصله بین مولکول های مایع بیشتر از جامد است.
4 - گاز چیست؟ و چه ویژگی هایی دارد؟
گاز حالتی از ماده ای است که نه شکل معین و نه حجم معین دارد. شکل معین ندارد یعنی مانند مایعات به شکل ظرف خود در می آید. حجم معین ندارد یعنی اگر مقداری گاز در یک ظرف بریزیم تمام آن را پر می کند در واقع حجم آن برابر حجم ظرف است. مثلا فرض کنید مقداری گاز در یک ظرف 2 لیتری وجود دارد، اگر آن را به یک ظرف 3 لیتری انتقال دهیم، حجم آن 3 لیتر می شود.علت این است که مولکول های گاز آزادانه حرکت می کنند. اگر حجم ظرف افزایش یابد فاصله مولکول های گاز زیاد می شود، بنابراین تمام ظرف را پر می کنند. حتما حدس می زنید که در این حالت، گاز رقیق تر می شود.
5 - حالت پلاسما
حالت چهارم ماده است. پلاسما حالت یونیزه گاز است. در واقع اگر دمای گاز را خیلی بالا ببریم، الکترون های آن گاز، از اتم جدا می شود، یعنی گاز به یون تبدیل می شود. در این حالت، ماده خواص جالبی دارد. مثلا گاز رسانا می شود زیرا یون ها دارای بار الکتریکی هستند و می توانند جریان الکتریکی را از خود عبور دهند.
در خورشید و ستارگان دما بسیار بالا است. در آنجا جامد و مایع وجود ندارد بلکه گازِ یونیزه، وجود دارد. تصور کنید که خورشید با آن بزرگی در حالت پلاسما قرار دارد. بیش از 99 درصد جهان هستی از پلاسما تشکیل شده است. یعنی ما فقط در کمتر از 1 درصد باقیمانده زندگی می کنیم. لامپ های کم مصرف مهتابی، ستارگان و آتش مثال هایی از پلاسما هستند.
6 - حالت چگالش بوز - اینشتین
حالت پنجم ماده است. این حالت در دما های پایین رخ می دهد. اتم هایی که مجموع تعداد الکترون و پروتون و نوترون آنها برابر یک عدد زوج است بوزون نام دارد. مثلا یک ایزوتوپ اتم اکسیژن دارای 8 الکترون و 8 پروتون و 8 نوترون است مجموع آنها برابر 8+8+8 = 24 است. چون 24 یک عدد زوج است، پس این اتم یک بوزون است. حالت چگالش بوز - اینشتین در دماهای بسیار پایین و نزدیک به صفر مطلق( یعنی حدود 273 درجه زیر صفر درجه سانتیگراد) رخ می دهد. در این حالت ماده به صورت یک ریزموج رفتار می کند. یعنی بیشتر به موج شباهت دارد نه ماده. دقت کنید که موج ماده نیست بلکه انرژی است.
7 - حالت چگالش فرمیونی
حالت ششم ماده است. این حالت در دماهای بسیار پایین رخ می دهد. اتم هایی که مجموع تعداد الکترون و پروتون و نوترون آنها برابر یک عدد فرد است فرمیون نام دارد. مثلا یکی ایزوتوپ اتم اکسیژن دارای دارای 8 الکترون و 8 پروتون و 9 نوترون است مجموع آنها برابر 8+8+9 = 25 است. چون 25 یک عدد فرد است، پس این اتم یک فرمیون است. حالت چگالش فرمیونی در دماهای بسیار پایین و نزدیک به صفر مطلق رخ می دهد. دراین حالت ماده به صورت یک مایع در می آید که چسبندگی ندارد و به آسانی جاری می شود.
بخش نظرات
عالی