بحث عن المادة والطاقة

المادة والطاقة








فى هذا البحث نتناول تعريف المادة ‘ والطاقة . وكذلك العلاقة بينهم .





1 – تعريف المادة





المادة هي كل شيء له كتلة ويشغل حيزاً من الفراغ .


كل ما يحيط بنا فى أى مكان هو مادة.
تختلف المواد عن بعضها فى بعض
الصفات مثل اللون والطعم والرائحة
قد يكون الأختلاف بين مادة وأخرى فى ( لونها وطعمها أو رائحتها أو فيها
جميعا ً) .


أمثلة
يمكن إستخدام اللون
للتمييز بين كل من ( الحديد – الفضة – الذهب )
استخدام التذوق بين كل من ( ملح
الطعام – السكر – الدقيق )
استخدام الرائحة فى التمييز بين
)زيت الطعام – العطر – الخل )



*
ملحوظة



هناك مواد ليس لها لون
ولا طعم ولا رائحة مثل ( الماء – الأكسجين ) فنفرق بينهما من حيث خواص أخرى :-



1- الكثافة


2- الصلابة


3- درجة الإنصهار


4- التوصيل الكهربى


5- درجة الغليان


6- التوصيل الحرارى






وتتكون
المادة من أجزاء متناهية في الصغر هي الذرات , والعلاقة
بين هذه الذرات في المادة تحدد أشكال
المادة و التي بدورها تحدد
الحالة الفيزيائية للمادة وهي :
الحالة الصلبة و السائلة و
الغازية بالإضافة إلى البلازما .



فتكون الذرات متراصة بشكل كبير
فيما بينها في الحالة الصلبة
والمسافات بين الذرات تكاد تكون
معدومة , فلا تستطيع الذرات تغيير مواقعها داخل الجسم الصلب ,
وتكون هذه الشروط مشابهة لما عليها في الحالة السائلة إلا أن الذرات تكون أقل تراصاً فيما بينها , والمسافات بينها أكبر ,
فتستطيع الذرات الدوران
والحركة بشكل أكبر مما كانت
عليه في الحالة الصلبة , أما حالة الغازات فتكون الذرات متحركة بشكل
كبير وتشغل أي حيِّز توضع فيه والمسافات بين الذرات كبيرة للغاية بالنسبة للتي تكون عليها في كل من الحالتين الصلبة
والسائلة , والحالة الرابعة من
حالات المادة هي حالة البلازما
والتي تعرف بحالة الغاز المؤين أو المشَرَّد أي الذي يحوي على شحنات
موجبة وأخرى سالبة معاً , وهذه الحالة ليست مألوفة على سطح الأرض ويمكن أن نجدها في السحب في السماء وفي النجوم في الفضاء .






تجربة : توضح العلاقة بين المادة ودرجة الإنصهار:-



الخطوات -:


-1 ضع ثلجاً مجروش وبجواره ترمومتر وضعهما فى حمام مائى.
2- عندما يبدأ
الثلج فى الإنصهار قم بإبعاد الحمام المائى عن اللهب وسجل القراءة.
3- كرر العمل السابق مع استخدام شمع بدلا من الثلج وسجل قراءة
الترمومتر


الملاحظة :


تختلف درجة انصهار الثلج عن الشمع فينصهر الثلج قبل الشمع


الإستنتاج -:


كل
مادة لها درجة إنصهار مختلفة عن
المواد الأخرى.


درجة
الانصهار -
هى درجة الحرارة التى عندها
تتحول المادة من الحالة الصلبة على الحالة السائلة
الإنصهـــــــــــار - هو تحول المادة من الحالة الصلبة على الحالة السائلة


*ملحوظة-:


بعض المواد
درجة إنصهارها منخفضة مثل الشمع
والزبد والثلج والبعض الآخر درجه إنصهاره مرتفعة مثل الحديد
والألمونيوم . والنحاس وملح الطعام.


درجة
الغليان - تعتمد على الضغط
وتزداد نقطة الغليان بزيادة
الضغط
تطبيقات على درجة الإنصهار


ولذلك


1-
يقوم الصناع بصهر المعادن والمواد الصلبة ...... ( حتى
يسهل تشكيلها )
3- تصنع أوانى الطهى من الألمونيوم أو الصلب الذى لا يصدأ) لإرتفاع
درجة إنصهارها
)
4-استخدام درجة الغليان فى فصل مكونات زيت البترول ...( لأن كل
مادة لها درجة غليان خاصة
بها)
5- تستخدم أوانى الضغط أحياناً فى طهى الطعام ....(
لأنها ترفع درجة الضغط فتزداد درجة الغليان فيطهى الطعام سريعاً.


*ملحوظة


يمكن التعرف على المادة
وتمييزها أو فصلها عن مادة أخرى من خلال ( درجة الغليان )


درجة
الغليان : هى درجة الحرارة التى عندها تتحول المادة من
الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
الغليـــــــــــان : هى تحول المادة من حالة صلبة الى حالة سائلة
نقطة الغليـان : هى الدرجة التى يكون عندها ضغط البخار للمادة مساويا للضغط الجوى


الصلابة:


1-
بعض المواد الصلبة تكون لينة فى
درجات الحرارة العادية مثل المطاط .
2- بعض المواد
تحتاج الى تسخين لكى تلين ويسهل تشكيلها مثل المعادن.
3- هناك مواد
صلبة لا تلين بالحرارة مثل الفحم والكبريت ولا تقبل
التشكيل .


التوصيل
الكهربى:


1-
بعض المواد جيدة التوصيل مثل
المعادن وبعض أنواع
المحاليل مثل محاليل الأحماض
والقلويات.
2- بعضها لا توصل التيار الكهربى مثل الغازات وبعض المحاليل
مثل محلول السكر فى الماء
وكلوريد الهيدروجين فى البنزين
وبعض العناصر الصلبة مثل الكبريت
والفسفور.
التوصيل الحرارى :
3- تختلف
المواد فى قدرتها على التوصيل
الحرارى فهناك مواد رديئة
التوصيل مثل الخشب والبلاستك ومواد جيدة التوصيل للحرارة مثل الحديد
والنحاس والألمونيوم
تطبيقات صناعية:
4- تصنع أسلاك الكهرباء من النحاس أو
الألمونيوم
5- تصنع أوانى الطهى من الألمونيوم
6- تصنع مقابض أوانى الطهى من الخشب أو
البلاستيك
7- يصنع مقبض المفك من الخشب فى
حين يصنع المفك نفسه من الصلب


المعادن
والنشاط الكيميائى:


1-
يختفى بريق بعض المعادن إذا
تركت معرضة للهواء
2- مثال لعناصر نشطة كيميائياً ( البوتاسيوم ،
الصوديوم) تتفاعل مع الأكسجين بمجرد تعرضها للهواء الرطب
3- مثال لعناصر تتفاعل مع الأكسجين بعد فترة (
الحديد والألمونيوم والنحاس) لأنها أقل نشاطاً
4- الذهب والفضة والنيكل كروم أقل نشاطاً لذا يصعب تفاعلها مع الأكسجين ويطلى بها المواد القابلة للصدأ