محتوى يحترم عقلك

ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها

ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها ؟ سؤال نُجيب عليه اليوم عبر موقعنا زيادة حيث أنه يمكن تعريف الحرارة على أنها أحد أشكال الطاقة، وتنتقل الحرارة من جسم حرارته أعلى لجسم آخر له درجة حرارة أقل، ويُقصد بدرجة الحرارة هو قياس مدى حرارة أو برودة المادة، حيث أن لحرارة تأُثير كبير على الكثير من المواد أو الإنسان والكائنات الحية.

فعند انتقال الحرارة إلى أي جسم تتسبب في ارتفاع درجة حرارته سواء الأجسام الصلبة أو السائلة أو الغازية، وغالبًا ما تتسبب الحرارة في إحداث تغيرات على المادة وقد تحولها لحالة أخرى فهيا بنا نتعرف على المزيد حول ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها.

ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها

  • قبل أن نعرف ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها يجب أن نتعرف على حالات المادة الرئيسية، وهي الحالة الغازية والصلبة والسائلة، كما توجد حالة أخرى ليس من الشائع تداولها وهي البلازما.
  • وهي كالغاز لا يوجد لها شكل محدد أو حجم واضح، وقد نجدها في حالات كأخرى كالبلورات السائلة التي هي حالة وسط ما بين الحالة الصلبة والسائلة.
  • وتتميز المادة الصلبة بأن لها حجم وشكل معين، ومن أمثلتها الجليد، كما أن المادة السائلة كذلك لها حجم محدد، ولكن يمكن أن يحدث تغير في حالتها كما هو في حالة الماء، ولكن يُعد الغاز من حالات المادة التي ليس لها شكل أو حجم معين.
  • ويمكن تلخيص هذه الحالات جميعاً في مثال واحد وهو تأثير الحرارة على الجليد فيتحول من مادة صلبة سائلة، وعند الاستمرار في تعرضه للحرارة يتحول إلى الحالة الغازية وهي بخار الماء.

ويمكن التعرف على المزيد من التفاصيل من خلال: حالات المادة وخصائص كل حالة والحالات الحديثة والممكنة وعند الطاقة العالية للمادة

كيف تتأثر المواد بالتسخين؟

  • سوف نبدأ بالتحدث عن ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها، ثم سنتحدث عن أثر الحرارة عن كل مادة منهم، فعندما يتم ذكر مصطلح الحرارة يتبادر إلى الذهن أثر الحرارة المرتفعة على الحالات الرئيسية للمادة وهي الحالة الصلبة والغازية والسائلة.
  • ولكنه يتضمن كذلك الدرجات المنخفضة والمتوسطة للحرارة، فقد تعلمنا في مادة العلوم أن المواد الصلبة يمكن أن تتمدد بالحرارة المرتفعة، وقد تنكمش عند تعرضها للحرارة المنخفضة.
  • حيث أن المادة يمكن أن تتحول من حالة صلبة لسائلة ومن حالة سائلة لصلبة في حالة التجمد، ويقصد بالانكماش أو التقلص هو نقص حجم المادة، أو نقص الحيز الذي تقوم المادة الصلبة بشغله في الفارغ، والمواد التي تحترق بشكل سريع في الهواء يُطلق عليها اسم القابلة للاحتراق أو الاشتعال.
  • ومنها البنزين والفحم والأخشاب، والمواد التي لا تقبل الاحتراق يُطلق عليها المواد الغير قابلة للاشتعال ومنها المعادن والأحجار، ولكن عند تعرضها للحرارة المرتفعة يحدث تغير في حالتها، حيث يحدث تحول للمادة الصلبة إلى مادة سائلة، ومن مادة سائلة لغازية.

كما نرشح لك المزيد من خلال: ما هي احدى حالات المادة وما هي عمليات تحويل المادة

أولاً تأثير الحرارة على المواد الصلبة

  • عند تعرض المادة الصلبة للحرارة المرتفعة فهي تؤدي لإحداث نوع من الضعف بين قوى التجاذب بين جزيئات المادة الصلبة، وهي المسئولة عن شكلها الصلب، وعندما تضعف هذه الجزيئات نتيجة التعرض للحرارة تتباعد عن بعضها، وتبدأ في عملية الذوبان بشكل تدريجي  وبعض فترة زمنية معينة تتحول للحالة السائلة.
  • وهو ما يُطلق عليه تحول المواد الصلبة إلى مواد سائلة بعملية الانصهار، أما درجة الحارة التي تصل بالمادة الصلبة بالانصهار فيطلق عليها اسم درجة الانصهار، وتختلف درجة الانصهار من مادة لأخرى.
  • حيث أن لكل مادة من المواد الصلب درجة انصهار مختلفة عن المواد الأخرى، حيث أن درجة انصهار الثلج على سبيل المثال تختلف عن لدرجة اللازمة لصهر الحديد والتي تتطلب درجة حرارة أعلى.
  •  وسوف نأخذ مثال توضيحي على ذلك فعل سبيل المثال درجة ذوبان الثلج هي صفر مئوية، وتظل هذه الدرجة ثابتة خلال عملية التحول حتى انتهاء عملية الانصهار حتى نجد الثلج بشكل مادة سائلة، وهو ما يطلق عليه اسم التحول الطوري.
  •  حيث تبدأ الروابط بين الجزيئات في الضعف وتصبح قوى التجاذب فيما بينهما تعادل صفر، ومن ثم تتحول لمادة سائلة، وبعد زيادة درجة الحرارة بشكل تدريجي تبدأ في الانصهار.
  • وعند رفع الحرارة بشكل أكبر سوف تبدأ في الغليان، وعند الاستمرار في التعرض للحرارة تتحول إلى الحالة الغازية أو بخار الماء.
  • وهناك أثر آخر للحرارة على الأجسام وهي عملية التمدد، حيث يحدث تحول لدرجة الحرارة مما يؤدي لزيادة طاقة الجزيئات الاهتزازية التي تكون المواد الصلبة.
  • وبالتالي يحدث زيادة في متوسط المسافة ما بين الجزيئات ويحدث تغير في أبعاد المادة، ويمكن ملاحظة ذلك بالعين المجردة، وهو ما يعرف بظاهرة التمدد الحراري.
  • وهناك اختلاف ما بين الحجم الخاص بتمدد المواد الصلبة تبعاً لنوع المادة، وذلك بالرجوع لقوى التماسك بين الذرات الخاصة بها، أو جزيئاتها فقد يكون حجم التمدد بسيط في بعض المواد عند تعرضها للحرارة.
  • وخاصة عند مقارنتها بالمواد السائلة والغازية، حيث أن قوى الترابط ما بين جزيئات المواد الصلبة يكون أكبر من هذه القوى فيما بين الجزيئات الخاصة بالمادة السائلة، وتنعدم تلك الروابط فيما بين ذرات المواد الغازية.

ويمكن التعرف على المزيد من التفاصيل عبر: الفرق بين الكحول الإيثيلي والميثيلي وعلاقتهما بالموت والإدمان

ثانياً تأثير الحرارة على المواد الغازية

  • يوجد تأثير لارتفاع الحرارة على المواد الغازية ولكن مع ثبات الحجم، حيث أن جزيئات الغاز بها طاقة أعلى من جزيئات المواد الأخرى عند تعرضها لدرجة حرارة أقل حيث يحدث تسارع بين الجزيئات في الحيز التي تقوم بشغله، مما يرفع من معدلات اتصادم فيما بينها في الثانية الواحدة، ويؤدي ذلك لتوليد ضغط أكبر على الوعاء الموجودة به.
  •  حيث أنه يوجد علاقة طردية ما بين الحالة الغازية ودرجة الحرارة والضغط مع ثبات الحجم، فعند ارتفاع حرارة الغاز يزيد الضغط، وعلى العكس عند انخفاض درجة الحرارة يقل الضغط، ففي حالة انخفاض الحرارة يحدث انخفاض في نسبة التصادمات بين الجزيئات وبالتالي ينخفض ضغط الغاز.
  • ففي حالة عدم تثبيت الحجم سيكون هناك مجال لتحرك الجزيئات بشكل سريع، مما يؤدي لابتعادها عن بعضها، فتكون المسافات فيما بينها على نحو أكبر فتؤدي لشغل حيز أكبر فيزداد حجمها.
  • لذلك وصفنا العلاقة ما بين حجم الغاز وتعرضه للحرارة بالعلاقة الطردية، حيث يزداد حجمه بالتعرض للحرارة، وعند خفض درجة الحرارة تنخفض طاقة الجزيئات فتكون المسافات فيما بينها أقل وبالتالي يحدث انخفاض لحجم الغاز.

ثالثاُ تأثير الحرارة على المواد السائلة

  • يحدث تمدد لمعظم السوائل عند تعرضها للحرارة ويحدث لها انكماش عند خفض درجة الحرارة التي تتعرض لها، وهناك بعض أجهزة القياس التي تم ابتكارها لقياس درجة حرارة السوائل فلا يمكن الاعتماد فقط على حاسة اللمس لتقدير الحرارة.
  •  ومن أمثلة الأجهزة التي تستخدم فيها السوائل لقياس درجة الحرارة جهاز الترمومتر والذي تعتمد فكرته على وجود مادة الكحول أو الزئبق اللتين يحدث لهما انكماش عند التعرض للبرودة وتمدد عن التعرض للحرارة.
  • حيث أنه يجب عند قياس درجة حرارة الجسم تطهير الترمومتر من خلال وضعه في الكحول ثم رجه بشكل جيد لكي يرجع الزئبق المستخدم في الترمومتر للمستودع الخاص به ولقياس الحارة يتم وضعه أسفل اللسان.

إلى هنا نكون قد وصلنا لنهاية موضوعنا عن ماذا يحدث لمعظم المواد عندما يتم تسخينها ونرجو أن نكون وفقنا في عرض المعلومات للإجابة عن التساؤلات اتي تدور في أذهانكم حول هذا الموضوع.

قد يعجبك أيضًا
التعليقات

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.