ماذا تعني حالة المادة في درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق؟ تحتوي المادة على أكثر من حالة، بما في ذلك الحالة الصلبة والسائلة والغازية، وحالة المادة عند درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، هي شكل من أشكال المادة.
المادة هي كل جسم يشغل حيزًا وله كتلة، وسأتحدث في هذا المقال عن إحدى أهم حالات المادة، وهي حالة المادة عند درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق.
حالات المادة
- كل شيء في الكون يعتبر مادة لأن المادة هي أي شيء يشغل حيزًا وله كتلة، وللمادة خصائص عديدة.
- واحدة من أهم خصائص المادة التي يمكن ملاحظتها هي حالاتها الفيزيائية.
- المادة لها حالات أخرى، والحالات العامة والعادية 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.
- أي أن الماء الذي كان في حالة صلبة، وهو الجليد، يتحول إلى حالة سائلة، وهي ماء سائل، وهذا حدث مباشرة.
- كل حالة من حالات المادة المختلفة لها خصائصها الخاصة. على سبيل المثال، في حالة المادة الصلبة، يتم ترتيب الجسيمات بطريقة دقيقة جدًا بدون فراغات.
- أما الحالة الغازية فهي تتحرك عشوائياً وجزيئاتها بعيدة عن بعضها البعض، بينما في الحالة السائلة تأخذ جزيئات الماء شكل الحاوية التي توضع فيها، وتكون حركاتها سهلة للغاية.
- كانت هذه لمحة موجزة عن حالات المادة المختلفة، وبعد ذلك سأتحدث عن واحدة من أهم حالات المادة، وهي حالة المادة عند درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق.
انظر أيضًا: هل التغيير المادي يغير خصائص المادة دون تغيير نوعها أم لا؟
حالة من المادة في درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق
- تُعرف المواد عند درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، بالبلازما. يتم إنتاج البلازما عن طريق تعريض مادة لدرجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، أو تعريض مادة لجهود عالية جدًا، مثل صاعقة البرق.
- البلازما ليست منتشرة ولكنها نادرة على الأرض، ولكن البلازما وفيرة في الكون.
- وذلك لأن الأجرام السماوية للنجوم والكواكب تتكون في الغالب من البلازما.
- أثبتت دراسات فلكية مختلفة أن النجوم تتكون من كرات بلازما شديدة السخونة والحرارة.
- تتكون البلازما من وجود طاقة حركية عالية جدًا مع الجسيمات المشحونة، ومن ثم تدخل الغازات إليها، لأن الغازات تتميز بالانتشار السريع والحركة السريعة.
- لذلك، يتم استخدام الغازات الخاملة، المكونة من ستة غازات، الهليوم، النيون، الأرجون، الكريبتون، الزينون والرادون، لإصدار شرارات متوهجة من الطاقة الكهربائية وتصبح بلازما بعد التأين.
خصائص المواد في درجات حرارة عالية جدا، مثل البرق
كما ذكرت في بداية المقال، فإن المادة في درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، هي بلازما، ونادرًا ما توجد البلازما على كوكب الأرض.
لكنها توجد بكميات كبيرة في الأجرام السماوية، وتتكون النجوم أساسًا من البلازما، وتتكون طبقة الغلاف الموري في الغلاف الجوي للأرض أساسًا من البلازما، وسأتحدث عن خصائص البلازما في الآتي:
- البلازما ضعيفة وخفيفة وحساسة ورقيقة.
- تكون البلازما دائمًا في حالة غازية، وتحتل مساحة الحاوية التي توجد بها.
- يوجد أيضًا نوعان من البلازما، البلازما الحرارية والبلازما غير الحرارية.
- توجد البلازما أيضًا في قلب الشمس، وتبلغ كثافة البلازما في لب الشمس عشرة أضعاف كثافة الرصاص.
- البلازما مادة تتأثر بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية.
- البلازما أيضًا محايدة، مما يعني أن عدد البروتونات في النواة يساوي عدد البروتونات خارج النواة.
قد تكون مهتمًا بـ: ما هي درجة حرارة انصهار الجليد؟
درجة الحرارة التي تتغير عندها مادة من مادة صلبة إلى سائلة؟
- درجة الحرارة التي تتغير فيها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة هي السؤال الذي طرحه المعلم على طلاب المدارس المتوسطة.
- أجاب بعض الطلاب بأنها نقطة الغليان، وأجاب البعض الآخر بأنها نقطة الانصهار.
- الآن سنتحدث عن الفرق بين درجة الانصهار ونقطة الغليان لمعرفة الإجابة.
- الجواب هو نقطة الانصهار وليس درجة الغليان كما قال بعض الطلاب لأن درجة الغليان أعلى من نقطة الانصهار.
- عندما تضع قدرًا من الماء على درجة 100 درجة مئوية، يتبخر الماء، أي يتغير الماء من حالة سائلة إلى حالة بخار.
تابعونا: تعريف الطاقة وتحولاتها
حالات المادة
- حالة المادة هي الشكل الذي توجد فيه المادة أو تختلف، حيث أن المادة في الظروف العادية لها ثلاثة أشكال أو ثلاث حالات: صلبة، وسائلة، وغازية.
- المادة لها أشكال أخرى، ولكن في ظل ظروف غير طبيعية أو قاسية، مثل عندما تتعرض المادة لدرجات حرارة قصوى.
- مثل البرق، يتحول إلى بلازما موجودة بكميات كبيرة في الكون ولكن نادرًا ما توجد على سطح كوكب الأرض.
الحالات الطبيعية للمادة
- صلب:
المادة الصلبة هي مادة لها شكل وحجم محدد وليست داخل وعاء. المادة الصلبة مضغوطة بشكل متجانس، ولا توجد بها فجوات، ولا توجد حركة لجزيئاتها. هناك عدة أنواع من المواد الصلبة، منها:
- مادة صلبة متبلورة: وهي مادة صلبة يتم ترتيب الجزيئات فيها بطريقة مرتبة.
- مادة صلبة غير متبلورة: مادة يتم ترتيب جزيئاتها أو ذراتها بشكل غير منتظم.
- الكريستال البلاستيكي: له ترتيب بعيد المدى، لكنه يحتفظ بالدوران الجزيئي.
- شبه بلوري: له موقع بعيد ولن يخلو من التكرار أو الانتظام.
- علامة استفهام:
له حجم ثابت تقريبًا عندما يكون الضغط ودرجة الحرارة ثابتين، لذلك يأخذ شكل الحاوية الموجودة فيه.
- المجتاحة:
الغاز سائل ولا يقاوم تغيير حجمه، لكنه يملأ الحاوية الموجودة فيه، كما أنه لا يقاوم تغيير شكله.
- إلهي:
تحتوي المادة في حالتها الطبيعية على ثلاثة أنواع من الحالات: الصلبة والسائلة والغازية، ولكن يمكننا اعتبار المادة السيتوبلازمية نوعًا من حالة المادة أيضًا.
السيتوبلازم هو غاز مؤين تكون جزيئاته حرة وتتشكل عند درجة حرارة عالية جدًا للمادة.
مثل البرق، يشير هذا إلى البلازما، والتي يجب أن نصنفها على أنها حالة من المادة وهي الحالة الرابعة للمادة.
خصائص المواد
- حالة المواد:
في حالتها الطبيعية، تكون المادة إما صلبة أو سائلة أو غازية.
- لون المواد:
يختلف لون إحدى المواد عن الأخرى، فكل مادة لها لون معين، وهناك أيضًا مواد عديمة اللون، فمثلاً الحديد له لونه الخاص، والماء عادة عديم اللون، والهواء عديم اللون.
- رائحة المادة:
كل مادة لها رائحتها الخاصة، ولكل مادة رائحة مختلفة عن الأخرى، على سبيل المثال رائحة البنزين تختلف عن رائحة العطر.
- الشفافية:
هناك مواد شفافة، ومواد شفافة، ومواد غير شفافة، ومواد شفافة تسمح بمرور الضوء، والمواد الشفافة هي مواد تسمح بمرور الضوء.
لكن الصورة ليست مشوهة تمامًا، فالمواد المعتمة هي مواد لا يخترق الضوء من خلالها أبدًا.
- القصب مادة للتزيين:
هناك مواد تتميز باللمعان، ومعظم المواد والمواد الأخرى لا تتميز باللمعان.
- توصيل حراري:
هناك مواد موصلات حرارية ومواد ليست موصلات حرارية.
- الربط الكهربائي:
هناك مواد موصلة للكهرباء، مثل المعادن، ومواد أخرى، مثل الخشب، غير موصلة للكهرباء.
هناك العديد من حالات المادة، ولكن في حالتها الطبيعية، فإن المادة لها ثلاث حالات فقط: صلبة، وسائلة، وغازية. وعندما تتعرض المادة لدرجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، تتحول إلى بلازما، وكان هذا هو موضوع هذه المقالة.