حل الفصل الثالث المادة وتغيراتها علوم أول متوسط
في هذا الدرس : الخواص والتغيرات الفيزيائية
الأهداف
1- تتعرف الخواص الفيزيائية للمادة
2- تفسر سبب اختلاف الكثافة بين المواد التي تختلف في كتلتها
3- تلاحظ كيفية استخدام طريقة الأزاحة لتحديد حجوم الأجسام
4- تصف حالات المادة المختلفة
5- تحدد أثر تغيير درجة الحرارة على المواد
6- تصنف المواد بناءاً على خواصها الفيزيائية
الخواص والتغيرات الفيزيائية
استخدام الحواس
يمكنك أن تستخدم حواسك في ملاحظة المواد والأشياء وأي خاصية للمادة يمكن ملاحظتها أو قياسها دون إحداث تغيير في تركيب المادة الأصلي هي (خاصية فيزيائية) ولكن من المهم جداً عدم لمس أي مادة في المختبر أو تذوقها أو شمها دون وجود إرشادات تسمح بذلك
الخواص الفيزيائية
اللون والشكل :
المادة هي كل ما له كتله ويشغل حيزاً وللمادة خواص محسوسة أو شمها أو لمسها أو تذوقها وعادة ما يكون اللون أول خاصية تلاحظها في المادة فأنت تشاهد أكثر من لون لعلب مواد التنظيف مثلاً وربما تحاول ترتيبها حسب ألوان قوس المطر وربما لكل قارورة أو علبة شكل مختلف فبعضها مكعب وبعضها أسطواني وبعضها ليس له شكل محدد ويمكنك ترتيبها حسب شكلها عند تشكيل بلاستيك المستخدم في عملية التغليف يتغير شكله لكن المادة تبقى نفسها البلاستيك هذا نوع من التغيير يسمى تغيرياً فيزيائياً وفي التغيير الفيزيائي تتغير الخواص الفيزيائية ولكن هوية المادة الأصلية تبقى دون تغيير فعبوتا مواد التنظيف صنعتا من المادة البلاستيكية نفسها على الرغم من الاختلاف في بعض خواصهما الفيزيائية اللون والشكل
*ما المادة
كل ما يشغل حيز من الفراغ وله كتله
الطول والكتلة : يمكن تحديد بعض الخواص الفيزيائية للمادة باستخدام الحواس أو عن طريق القياس فخاصية الطول من الخواص الفيزيائية المفيدة والتي يمكن قياسها باستخدام المسطرة أو الشريط المتري بينما الكتلة من الخواص الفيزيائية التي تصف كمية المادة في جسيم ما
الحجم والكثافة :
الكتلة ليست الخاصة الفيزيائية الوحيدة التي تعبر عن مقدار المادة فهناك أيضاً خاصية الحجم التي تعبر أيضاً عن مقدار الفراغ الذي يشغله الجسم وهناك خاصة فيزيائية أخرى ترتبط بالحجم والكتلة وهي الكثافة وتعرف بأنها كتلة المادة الموجودة في وحدة الحجوم وتساوي ناتج قسمة كتلة الجسم على حجمه
الكثافة = الكتلة /الحجم
ما الخاصيتان المرتبطتان بقياس الكثافة ؟
الكتلة والحجم
حالات المادة
حركة الدقائق :تتكون المادة من دقائق أو جسيمات متحركة وتحدد حالة المادة من خلال حركة دقائقها فدقائق المادة الصلبة تهتز في مكان محدد بحيث يبقى قريبة من بعضها البعض لذلك يحتفظ الجسم الصلب بشكل وحجم ثابتين أما دقائق المادة السائلة فتتحرك بسرعة أكبر وتمتلك طاقة كافية لينزلق بعضها فوق بعض وهذا يجعل السائل يحتفظ بحجم ثابت إلا أنه يأخذ شكل الوعاء الذي يوضع فيه أما الدقائق الغازية فتتحرك بسرعة عالية لدرجة انها تمتلك طاقة كافية لتتحرك بحرية بعيداً عن الدقائق الأخرى وتشغل بذلك أكبر حيز ممكن وتنتشر لتملأ أي وعاء توضع فيه
الانصهار : لاحظ أنه في جميع الحالات لم يحدث تغير في تركيب الماء الأصلي ولكن تغيرت حالته والرصاص ينصهر مثلاً عند درجة 327 س وعندما ينصهر يتحول من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة وهذا تغير فيزيائي بينما تعد درجة انصهاره خاصية فيزيائية
درجة الغليان :عند أي درجة الحرارة يتحول الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية درجة الغليان هي النقطة التي تثبت عندها درجة الحرارة عند تحول المادة من حالة السيولة إلى الحالة الغازية كل مادة نقية لها درجة غليان ثابته عند ضغط جوي معين فدرجة غليان الماء تساوي 100 س عند ضغط جوي واحد ودرجة غليان النيتروجين تساوي 195 س ولذلك يتحول إلى غاز عند وضعه في الهواء ودرجة الغليان مثل درجة الانصهار لا يعتمد على كمية المادة بل تعتمد على نوعها
*ما التغير الفيزيائي الذي يحدث عند درجة الغليان ؟
تغير المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية
خواص الفلزات واستعمالاتها
هناك خواص فيزيائية أخرى يمكن استخدامها لتصنف المواد إلى فلزات ولافلزات ما الفلزات ؟ وكيف تبدو؟
غالباً مايكون أول شيء تلاحظه على الفلوز مظهره اللامع وهذا ينتج عن عكس سطح الفلز الضوء الساقط عليه أما الأجسام غير الفلزية فيبدو لونها لؤلؤياً أو حليبياً أو معتماً كما أن معظم الفلزات لها قابيلية التشكيل فهي من الممكن أن تصير صفائح رقيقة عند طرقها بمطرقة وتسمى هذه الخاصية قابلية الطرق وهذه الخاصية جعلت عنصر النحاس عنصراً مناسباً للتشكيل في الأعمال القنية كما أن العديد من الفلزات يمكن سحبها على شكل أسلاك وتسمى هذه الخاصية قابلية السحب وتستخدم الأسلاك المصنوعة من النحاس في التمديدات الكهربائية في المباني والأجهزة الكهربائية وكذلك تصنع أبواب وشبابيك البيوت من الفلزات وبعض الفلزات لها خواص مغناطيسية فيمكن جذبها بواسطة المغناطيس حيث يستخدم المغناطيس لرفع بعض الأجسام الفلزية الثقيلة التي لها خاصية الانجذاب نحوه
الخواص والتغيرات الكيميائية
قابلية التغير
عندما نحرق قطعاً من الخشب لا يتبقى منها إلا كومة صغيرة من الرماد فأين ذهب الخشب ؟وما الخاصية الموجودة في الخشب التي سببت هذا التغير ؟جميع الخواص التي درستها واستخدمتها في الدرس السابق هي خواص فيزيائية يمكن ملاحظتها بسهولة بالأضافة إلى ذلك عندما كانت هذه الخواص تتغير فأن تركيب المادة الأصلي بقي ثابتاً ومن الواضح أن ما حدث في حالة احتراق الخشب شيء مختلف فبعض الخواص تشير إلى حدوث تغير في التركيب الأصلي للمادة فالخاصية الكيميائية هي الخاصية التي تشير إلى ميل المادة لحدوث تغير في تركيبها الأصلي بفعل تفاعل كيميائي مما ينتج مواد جديدة
*إلى ماذا تشير الخاصية الكيميائية للمادة ؟
تشير إلى أنه عندما تمر المادة بتغير ينتج عنه مادة جديدة
خواص كيميائية شائعة
ليس شرطاً أن تكون في المختبر لتشاهد التغيرات التي تحدث بسبب الخواص الكيميائية وتسمى هذه التغيرات تغيرات كيميائية التغير الكيميائي هو التغير الذي يحدث في تركيب المادة بسبب خواصها الكيميائية وتنتج عنه مادة أو مواد جديدة فالنار المشتعلة في الخشب تنتج تغيرات كيميائية فكيف يحدث ذلك ؟يتفاعل الأكسجين الموجود في الهواء مع الخشب فيحترق منتجاً مادة جديدة تسمى رماداً والخشب مادة قابلة للاحتراق لذا تسمى هذه الخاصية الكيميائية قابيلية الاشتعال أو الاحتراق ويوضع على بعض المواد تحذيرات لحفظها بعيدة عن الحرارة واللهب بسبب قابليتها للاشتعال وهناك مواد غير قابلة للاشتعال كالحجارة
تفاعلات شائعة
تحدث التفاعلات الكيميائية بين بعض المواد وبين أكسجين الهواء الجوي مكونة أكسيد المادة أو العنصر فالحديد مثلاً فالحديد مثلاً يتفاعل مع اكسجين الهواء الجوي في وجود الماء مكونا أكسيد الحديد ( الصدأ ) حيث تصدأ بوابة الحديد غير المدهون وتتأكل مع مرور الزمن كما تتفاعل مكونات بعض أنواع الفاكهة كالموز والتفاح مع أكسجين الهواء الجوي فيصبح لونها بنياً إذا قشرناها وتركناها معرضة للهواء كذلك تتفاعل بعض العناصر مع العناصر الأخرى وتظهر الصورة الوسطى فقدان الإناء الفضي بريقه ولمعانه بسبب تفاعل الفضة مع مواد في الهواء الجوي وتعد قابلية المواد للتفاعل مع الأكسجين أو الكبريت وسواهما
