ما هي الحالة التي تكون لها أعلى طاقة
ما هي الحالة التي تكون لها أعلى طاقة؟ وما هي حالات المواد؟ حيث يواجه الطلاب الكثير من الأسئلة في مادة العلوم، والهدف من هذه الأسئلة هو التأكد من أن الأطفال تمكنوا من فهم طبيعة المادة وحالاتها الثلاث والخواص الفيزيائية لكل حالة منهم، ومن خلال هذا الموضوع سوف نقوم بشرح المادة وحالاتها، وأيهما يكون أعلى طاقة.
الحالة التي تكون لها أعلى طاقة
يتم تعريف المادة بأنها كل ما له كتلة وحجم ولكل مادة مجموعة من الخواص تتعلق بالكثافة وعدد الذرات ومدى وشكل الروابط الجزيئات، للمادة خصائص كهربية وخصائص ضوئية وخصائص مغناطيسية وخصائص صوتية، تبين العلماء في مجال الفيزياء أن الحالة التي تكون لها أعلى طاقة هي الحالة الغازية.
ذلك بسبب أن قوة الجذب بين جزيئاتها تكون أضعف من الحالات الأخرى، ويرجع ذلك لتباعد جزيئاتها وتستمر في التباعد وتضعف قوة الجذب أثر تعرض المادة للحرارة، كما أنه يوجد حالات مختلفة لمادة فمن المعروف أن للمادة ثلاث حالات صلبة وسائلة وغازية، سنوضح كل منهم بشئ من التفصيل في الفقرات التالية.
لا يفوتك أيضًا: علم يهتم بدراسة المادة والطاقة، الإجابة الصحيحة
الحالة الغازية للمادة
في الحالة الغازية وكما وضحنا سابقًا يوجد مساحات واسعة بين جزيئات المادة مما يجعلها تمتلك طاقة حركية عالية، ويكون لها قدرة على الانتشار بشكل غير محدود حين تكون حرة، ولكن في حال كانت في وعاء أو حاوية مغلقة فإن جزيئات الغاز تتوسع حتى تملأ الوعاء الذي تقطن فيه.
يمكن ضغط الغاز من خلال تصغير حجم الوعاء الذي تحتويه وذلك يؤدي لضئيل المسافة بين الجزيئات، ويرجع السبب لكون الغاز لا يملك شكل محدد، والذي يجعل من الصعب تحديد حجم الغاز، لدي جزيئات الغاز طاقة حركية تكفي لمقاومة قوى الترابط بين الجزيئات التي تجمع المواد الصلبة والسوائل معًا.
الحالة الصلبة للمادة
الحالة التي تكون لها أعلى طاقة هي الحالة الغازية أما عن الحال التي تكون فيها المادة أقل طاقة، وبالتالي لها أعلى قوة جذب بين جزيئاتها هي الحالة الصلبة والتي تتميز بأنها ذات شكل وحجم محددين، ويرجع ذلك إلى مدى الترابط بين الجزيئات التي تتركب منها المادة وتجتمع مع بعضها بشكل قوي وتماسك.
حيث عادةً ما يكون للمواد الصلبة شكل بلوري ومن أبسط الأمثلة على المواد الصلبة بلورات الملح والسكر والألماس وغيرها من معادن، كما يوجد في الحالة الصلبة أمثلة أخرى مثل الصخور والأخشاب.
كما يتضح لنا فيمكن تحويل المادة من حالة لأخرى، حيث يمكن للحالة السائلة والحالة الغازية أن يتحولوا لحالة صلبة عن طريق التبريد وخير مثال على ذلك الجليد الذي تحول من ماء سائل إلى كتل ثلج.
الحالة السائلة للمادة
يجمع المواد في الحالة السائلة حجم معين ولكن الشكل لا يكون مستقر حيث إنه من الطبيعي أن تأخذ المواد السائلة شكل الحاوية التي تستقر فيها، ومن الأمثلة على ذلك الماء فهو من أشهر وأهم المواد السائلة، تتكون المادة السائلة من خلال تبريد الغازات كما نلاحظ بخار الماء حيث حين تبرد جزيئات الغاز تبدأ بالتباطؤ.
لأنها تفقد طاقتها، وأيضًا يمكن أن تتحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عندما يتم تعريضها للحرارة، ومن أشهر الأمثلة على ذلك الحمم المنصهرة، حيث تكون في البداية صخور في الحالة الصلبة ثم تتحول إلى الحالة السائلة بسبب تعرضها لحرارة شديدة جدًا.
لا يفوتك أيضًا: بحث عن خواص المادة
الحالة الرابعة للمادة (البلازما)
تكلمنا عن الحالة التي تكون لها أعلى طاقة والحالة التي تكون لها أقل طاقة ولكن ماذا عن الحالة الجديد للمادة، فالجميع يعرف الحالات الثلاث للمادة، ولكن اكتشف العلماء حالة البلازما من خلال الدراسات حالات المادة حين تواجه حرارة شديدة وضغط عالي، وتكون هذه الظروف موجودة على سطح الشمس أو في الفضاء.
حيث تبدأ ذرات التفكك فيتم إزاحة الإلكترونات عن مدارها ويؤدي ذلك إلى تكوين أيونات موجبة الشحنة ويدعى النسيج الناتج عن هذه الذرات المتعادلة والأيونات المشحونة، البلازما تشمل مجموعة من الخواص الفريد التي جعلت العلماء يصنفونها على أنها الحالة الرابعة للمادة.
فإن البلازما مائعة لا تعتبر حالة سائلة ولا غازية وتتأثر بالقوى الكهربائية والمغناطيسية، كما أنها تنتجها بسبب وجود جسيمات مشحونة فيها وتتبع معادلات ميكانيكا السوائل التي تدعى معادلات بولتزمان ومعادلات نافييه- ستوكس.