ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها؟ وهو من أهم الأسئلة في المناهج الدراسية في المملكة العربية السعودية. المادة هي أي شيء له كتلة ويشغل حيزاً من الفراغ، وجميع الأشياء المادية في الكون مكونة من مادة، لذا فإن المادة هي… موقع مرجعي وسنوضح لك في السطور التالية ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها.
حالات المادة
تنقسم حالات المادة إلى ثلاث حالات: الصلبة والسائلة والغازية، بالإضافة إلى وجود العديد من الحالات الأخرى المكتشفة حديثاً وهي البلازما ومكثفات بوز-أينشتاين، ولكن أولى الحالات المعروفة هي تلك التي تمتد مباشرة إلى كل من الحالات. حالات مختلفة من المادة. يتحول مكعب الثلج إلى ماء سائل في درجة حرارة الغرفة.(1)
إقرأ أيضاً: علم يهتم بدراسة المادة والطاقة
خصائص المواد
المادة لها خصائص فيزيائية وكيميائية. الخاصية الفيزيائية هي خاصية يمكن لأي شخص قياسها دون إحداث أي تغيير في مكوناتها. وأبرز الأمثلة على الخواص الفيزيائية هي: درجة الحرارة والكثافة والكمية واللون. ولكل مادة أيضًا خصائص كيميائية تحدد كيفية تغير المادة في المستقبل. على سبيل المثال، في ظل ظروف معينة وتفاعلات معينة، تتحول بعض المعادن، مثل الحديد، إلى صدأ إذا تركت تحت المطر، كما أن التفاعلات الكيميائية تغير المادة إلى أنواع جديدة من المادة.
ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها؟
أما بالنسبة لسؤال ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها فالجواب كما يلي:
- تتمدد هذه المواد عند تسخينها.
شرح تمدد المواد عند تسخينها
تبدأ ذرات المادة في التحرك بسرعة وتزداد طاقتها الحركية. عادة ما نطلق على هذه الطاقة الحركية اسم حرارة الطاقة، لأن الذرات تتأرجح ذهابًا وإيابًا في الأجسام الصلبة عندما تصطدم بالذرات المجاورة. إنها لا تتصادم تمامًا، لأنها لا تتلامس مع بعضها البعض، ولكن مع اقترابها تتنافر نواتها مع بعضها البعض أكثر فأكثر، مما يؤدي في النهاية إلى تأرجحها وتأرجحها في الاتجاه الآخر وتصطدم بذرة أخرى، ذهابًا وإيابًا يتأرجح مثل البندول. يتم الشعور بهذه السرعة كالحرارة، وإذا استمر التسخين ستكون الحركة عنيفة جداً، حيث ينكسر الجسم ويذوب، وتتفكك الذرات، وتبتعد عن بعضها البعض وتطفو على شكل سائل، أما إذا تم التسخين ومع ذلك، فإنه سوف يتحلل أكثر ويطفو في الهواء على شكل غاز. وإذا استمر التسخين فإن الجزيئات سوف تتفكك وتطفو الذرات المنفردة التي لا تحتوي على إلكترونات تكافؤ على شكل أيونات، وهو ما يعرف بالبلازما. وتحدث هذه الحالة في الحرائق والشمس، مما يؤدي إلى تمدد المواد عند تسخينها.
تأثير المواد على التسخين
تتأثر المواد بشكل مختلف بالتسخين. تتأثر كل مادة بشكل مختلف عن الأخرى:
- تأثير المواد الصلبة على الحرارة: تتمدد المواد الصلبة عند تسخينها وتنكمش عند تبريدها.
- تأثير المواد السائلة على الحرارة: تنكمش المواد السائلة أيضاً عندما تكون باردة وتتمدد عندما تكون دافئة.
- تأثير المواد الغازية على الحرارة: هناك علاقة طردية بين الحالة الغازية ودرجة الحرارة والضغط، حيث يكون الحجم ثابتاً.
طرق نقل الحرارة
تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى الجسم الأقل حرارة، وليس من الجسم البارد إلى الجسم الساخن. عند انتقال الحرارة، يفقد الجسم الأكثر سخونة الطاقة الحرارية؛ مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته بينما يحصل الجسم الآخر على المزيد من الحرارة مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارته. تنتقل الحرارة من جسم إلى جسم آخر بإحدى الطرق التالية، وهي:
- توصيل.
- إشعاع.
- الحمل الحراري.
العوامل المؤثرة على التمدد الحراري
يتأثر التمدد الحراري بطاقة الرابطة الجزيئية، ويتناقص مع زيادة هذه الطاقة، وهذا يساهم في تغيير درجات انصهار المواد الصلبة. تتميز المواد ذات نقاط الانصهار العالية بتمدد حراري أقل من المواد الأخرى، بينما تتمدد السوائل بسرعة أكبر من تمدد المواد الصلبة.
إقرأ أيضاً: يسمى تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية تغيرا مباشرا
وقد ذكرنا في هذا الموضوع جواب سؤال ماذا يحدث لمعظم المواد عند تسخينها؟ بالإضافة إلى حالات المادة وخواصها، والعوامل التي تؤثر على التمدد الحراري، قدمنا لك أيضًا طرق انتقال الحرارة، وكيفية تأثر المواد بالتسخين، وشرح تمدد المواد عند تسخينها.
