ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها من أهم الأسئلة التي وردت في المناهج الدراسية في السعودية، فالمادة هي أي شيء له كتلة ويحتل مساحة، وكل الأشياء المادية في الكون تتكون من مادة، لذلك من خلالنا سيوضح لك ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها في الأسطر التالية.
حالات المادة
تنقسم حالات المادة إلى ثلاث حالات وهي الحالة الصلبة والسائلة والحالة الغازية، بالإضافة إلى وجود العديد من الحالات الأخرى التي تم اكتشافها مؤخرًا، وهي البلازما، ومكثفات بوز-آينشتاين، ولكن الأولى معروفة الحالات هي تلك التي تذهب مباشرة إلى أي من حالات المادة المختلفة، يتحول مكعب الثلج إلى ماء سائل في درجة حرارة الغرفة.
خصائص المواد
مادة لها خصائص فيزيائية وكيميائية. الخاصية المادية هي خاصية يمكن لأي شخص قياسها دون أي تغيير في مكوناتها. أبرز الأمثلة على الخصائص الفيزيائية هي درجة الحرارة، والكثافة، والكمية، واللون، ولكل مادة أيضًا خصائص كيميائية تحدد كيف ستتغير المادة في ظل ظروف معينة، وتفاعلات محددة، على سبيل المثال، بعض المعادن مثل الحديد يتحول إلى الصدأ إذا تم الاحتفاظ بها في المطر، وتغيرت التفاعلات الكيميائية المادة إلى أنواع جديدة من المادة.
ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها
عندما يُسأل عما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها، فإن الإجابة هي
- سوف تتمدد هذه المادة عند تسخينها.
شرح تمدد المواد عند التسخين
تبدأ ذرات المادة في التحرك بسرعة، وتزداد طاقتها الحركية، وعادة ما نطلق على هذه الطاقة حرارة الطاقة الحركية، حيث تتأرجح الذرات ذهابًا وإيابًا في الأجسام الصلبة عندما تصطدم بالذرات المجاورة، فإنها لا تصطدم تمامًا، لأنها لا تلمس، ولكن عندما تقترب، تتنافر نوى بعضها البعض أكثر فأكثر، مما يجعلها تتأرجح في النهاية وتتأرجح في الاتجاه الآخر وتضرب ذرة أخرى، وتتأرجح مرة أخرى ذهابًا وإيابًا مثل البندول. في شكل سائل، ولكن إذا استمر التسخين، فسوف ينكسر أكثر ويطفو في الهواء على شكل غاز، وإذا كان التسخين أكثر، فإن الجزيئات سوف تتفكك والذرات الفردية بدون إلكترونات التكافؤ التي تطفو بحرية سوف تطفو في الداخل شكل الأيونات والتي تعرف بالبلازما، وهذه الحالة توجد في النار والشمس مما يتسبب في تمدد المواد عند تسخينها.
تأثير تسخين المواد
تتأثر المواد بالتسخين بشكل مختلف. تتأثر كل مادة بشكل مختلف عن الأخرى
- تأثير اللدائن الحرارية للمواد الصلبة تتوسع المواد الصلبة مع الحرارة وتتقلص مع البرودة.
- تأثير المواد السائلة بالحرارة تتقلص المواد السائلة أيضًا مع البرودة وتتمدد بالحرارة.
- تأثير المواد الغازية على الحرارة توجد علاقة طردية بين الحالة الغازية ودرجة الحرارة والضغط مع ثابت الحجم.
طرق نقل الحرارة
تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم الأقل حرارة، ولا تنتقل من الجسم البارد إلى الجسم الساخن. عندما يتم نقل الحرارة، يفقد الجسم الأكثر سخونة الطاقة الحرارية ؛ مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته بينما يكتسب الجسم الآخر مزيدًا من الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته، ويتم نقل الحرارة من جسم إلى جسم آخر بإحدى الطرق التالية، وهي
- توصيل.
- إشعاع.
- الحمل.
العوامل المؤثرة على التمدد الحراري
يتأثر التمدد الحراري بطاقة الرابطة الجزيئية، ويقل عندما تزداد هذه الطاقة، وهذا يساهم في تغيير نقاط انصهار المواد الصلبة. المواد التي تحتوي على نقاط انصهار عالية لها تمدد حراري أقل من المواد الأخرى، بينما تتمدد السوائل بمعدل أكبر من تمدد المواد الصلبة.
في هذا الموضوع ذكرنا لكم إجابة السؤال ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها بالإضافة إلى حالات المادة وخصائصها، والعوامل المؤثرة في التمدد الحراري، ذكرنا أيضًا طرق انتقال الحرارة، وكيف تتأثر المواد بالتسخين، وشرح تمدد المواد عند التسخين.