این مقاله زیرمجموعه‌ای از صفحه‌ی آموزش فیزیک با نقشه راه کلاسلی است.
حالت‌های ماده
مقدمه
در این درس به بررسی مفهوم “حالت ماده” و ویژگی‌های فیزیکی دو حالت مهم جامد و مایع می‌پردازیم.
تعریف حالت ماده
حالت ماده به چگونگی حرکت ذرات سازنده‌ی ماده و اندازه‌ی نیروی بین آنها بستگی دارد. چهار حالت ماده عبارتند از:
- جامد
- مایع
- گاز
- پلاسما
ویژگی‌های حالت جامد
- حجم و شکل معین: جامدها حجم و شکل ثابتی دارند.
- نیروهای بین ذره‌ای قوی: ذرات در جامد به هم نزدیک بوده و توسط نیروهای بین ذره‌ای قوی (مانند نیروهای الکتریکی) در کنار یکدیگر نگه داشته می‌شوند.
- حرکت محدود ذرات: ذرات در جامد در مکان‌های مشخصی نوسان می‌کنند و حرکت آزادانه ندارند.
مدل فنری جامد
برای درک بهتر ساختار جامد، می‌توانیم فرض کنیم که ذرات سازنده‌ی آن با فنرهایی به یکدیگر متصل شده‌اند. این فنرها نمایانگر نیروهای بین ذره‌ای هستند که ذرات را در جای خود نگه می‌دارند.
انواع جامد
- جامد بلورین: اتم‌ها در جامد بلورین در یک نظم و ترتیب هندسی مشخص قرار می‌گیرند. نمک، یخ و آهن نمونه‌هایی از جامدات بلورین هستند.
- جامد آمورف: اتم‌ها در جامد آمورف در هیچ نظم و ترتیب خاصی قرار نمی‌گیرند. شیشه و پلاستیک نمونه‌هایی از جامدات آمورف هستند.
ویژگی‌های حالت مایع
- عدم وجود شکل معین: مایعات شکل ظرف خود را می‌گیرند.
- نیروهای بین ذره‌ای ضعیف‌تر: ذرات در مایع به هم نزدیک هستند اما به دلیل نیروهای بین ذره‌ای ضعیف‌تر (نسبت به جامد) می‌توانند به طور آزادانه حرکت کنند و جای خود را عوض نمایند.
- حرکت آزادانه ذرات: ذرات در مایع به طور تصادفی و آزادانه در تمام جهات حرکت می‌کنند.
تبدیل بین حالت‌ها
با تغییر دما و فشار می‌توان بین حالت‌های مختلف ماده (جامد، مایع و گاز) تبدیل ایجاد کرد.
- ذوب: تبدیل جامد به مایع
- انجماد: تبدیل مایع به جامد
- تبخیر: تبدیل مایع به گاز
- میعان: تبدیل گاز به مایع
پلاسما
پلاسما چهارمین حالت ماده است که در دماهای بسیار بالا (هزاران درجه‌ی سانتی‌گراد) به وجود می‌آید. ذرات در پلاسما یونیزه شده و بار الکتریکی دارند. خورشید، آذرخش و شفق قطبی نمونه‌هایی از مواد پلاسما هستند.
اهمیت مواد جامد
مواد جامد نقش مهمی در زندگی انسان دارند و از دیرباز مورد استفاده بشر بوده‌اند. 3 نمونه از این موارد:
- عصر حجر: استفاده از سنگ برای ساخت ابزار
- عصر برنز: استفاده از برنز برای ساخت ظروف و ابزار
- عصر آهن: استفاده از آهن برای ساخت ابزار و جنگ‌افزار
نتیجه‌گیری
حالت ماده به چگونگی حرکت ذرات سازنده‌ی ماده و اندازه‌ی نیروی بین آنها بستگی دارد. هر کدام از حالت‌های جامد، مایع، گاز و پلاسما ویژگی‌های فیزیکی خاص خود را دارند. درک این ویژگی‌ها برای درک دنیای اطرافمان ضروری است.
کلمات کلیدی
- حالت ماده
- جامد
- مایع
- گاز
- پلاسما
- ذرات سازنده
- نیروی بین ذره‌ای
- بلورین
- آمورف
- ذوب
- انجماد
- تبخیر
- میعان
منبع
- کتاب فیزیک دهم ریاضی و تجربی
جهت دریافت کامل این دوره‌ی آموزشی لطفاً به صفحات آموزش فیزیک دهم ریاضی و آموزش فیزیک دهم تجربی مراجعه فرمایید.
کلاسلی آماده‌ی دریافت نظرات، پیشنهادات و انتقادات شما کاربران گرامی است.