حالة المادة مقابل مرحلة المادة
في الفيزياء ، يمكن اعتبار الشيء الذي يحتوي على كتلة راحة كمسألة ؛ إنها مادة في الكون. يمكن أن تكون إما أصغر الجسيمات ذات الكتلة أو أكبر النجوم في الكون. المادة التي نشعر بالقلق حيالها تتكون من 4.6٪ فقط من الكون ، وبقية الكتلة تكمن في أشكال لا يمكن اكتشافها بعد.
مثل الطاقة ، يمكن أن توجد المادة أيضًا في أشكال عديدة. تُعرف هذه الأشكال باسم حالات المادة. في حالة المادة ، يمكن للذرات والجزيئات أن تتخذ تكوينات مختلفة. تعرف هذه بالمراحل.
ما هي مرحلة المادة؟
يُعرف الجزء المتجانس من نظام غير متجانس مفصولة بحد يمكن تمييزه بالطور. يشير بشكل عام إلى حجم في الفضاء ، حيث تكون جميع خصائص المادة موحدة والخواص الفيزيائية متميزة.
على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك داخل غلاية الماء عندما يغلي الماء. يحتل الماء (السائل) الجزء السفلي من الغلاية ، ويفصل بينهما جدران الغلاية وسطح الماء العلوي. وفي جميع أنحاء هذه المنطقة ، تكون الخصائص الكيميائية والفيزيائية موحدة. فوق سطح الماء مباشرة ، تمتلئ المنطقة بخليط البخار والهواء. في هذه المنطقة أيضًا ، تخلق جدران الغلاية وسطح الماء حدًا مميزًا ، ويمكن اعتبار الخصائص في جميع أنحاء المنطقة موحدة. في هذه الحالة ، الماء المغلي هو مرحلة واحدة ، وخليط الهواء البخاري هو مرحلة واحدة. لذلك يمكن اعتبار هذا النظام بمثابة نظام مرحلتين. ضع في اعتبارك سكب الماء والبنزين في زجاجة شفافة. هذا أيضًا نظام ذو مرحلتين ، حيث يتم فصل السائلين بوضوح بهامش.
التحقيق في مراحل المادة مهم في تحديد الخصائص الفيزيائية للمادة بعد التحولات. أثناء العمليات ، يمكن أن تحدث انتقالات الطور ، ويمكن تمثيل التحولات بمخطط طور. مخطط الطور هو مخطط يوضح كيف يمكن أن تحدث المراحل المتميزة في ظروف توازن مختلفة. عندما يظل تكوين نظام متعدد المراحل دون تغيير ، يقال إنه في حالة توازن الطور.
ما هي حالة المادة؟
تعتبر الأشكال المميزة التي يمكن أن تتخذها المسألة في مراحل مختلفة حالة من المادة. ثلاث حالات كلاسيكية للمادة الصلبة والسائلة والغازية
في المواد الصلبة والسائلة ، تكون القوى بين الجزيئات قوية وتعتبر حالات مكثفة. تمتلك المواد الصلبة أقوى القوى بين الجزيئات ؛ لذلك ، يتم ربط الهيكل بإحكام من قبل هذه القوى. لذلك ، فإن شكل المادة الصلبة لا يتغير.
في السوائل ، تكون القوى بين الجزيئات ضعيفة نسبيًا ؛ لذلك ، يتم عقدهما معًا بشكل معتدل.ويمكن للجزيئات أن تنزلق عبر بعضها البعض ، لكن القوى قوية بما يكفي لعدم السماح لها بالهروب. في الغازات ، تكون القوى بين الجزيئات ضعيفة عند مستوى ضعيف جدًا في تماسكها معًا. ويمكنهم الانزلاق متجاوزين بعضهم البعض ، واحتلال الحجم الذي وضعوا فيه تمامًا.
تتغير المادة حسب مستوى طاقتها الداخلية ودرجة الحرارة ، وهو مؤشر على الطاقة الداخلية. في درجات الحرارة المرتفعة ، تكون الاهتزازات في الجزيئات قوية لدرجة أنها تتنافس مع القوى بين الجزيئات للإفراج عن الروابط. في المواد الصلبة ، تكون الطاقة الداخلية أقل ، وعندما تزداد الطاقة الداخلية عند مستوى معين ، تنفصل الروابط ، ويصبح الجليد الصلب سائلاً. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة / الطاقة الداخلية ، سيتحول السائل إلى غاز.
تعتبر البلازما أيضًا حالة فيزيائية للمادة ، حيث يتم تجريد إلكترونات الغاز ، ويكون كل من الإلكترون والنواة عند مستويات طاقة عالية جدًا.معظم المادة في الكون في هذا الشكل. في السحب الواسعة بين النجوم ، وتسمى السحب البينجمية ، وفي النجوم ، حيث تحولها الحرارة المتولدة إلى بلازما.
تعتبر البلورات الزجاجية والسائلة أيضًا حالتين منفصلتين في الفيزياء. وفي درجات حرارة منخفضة للغاية ، تشكل المادة حالات مختلفة مثل السوائل الفائقة وتكثيف بوز-آينشتاين. في الحالات القصوى ، تعتبر الثقوب السوداء أيضًا حالة أخرى من المادة ، والتي لا نعرف خصائصها الفيزيائية الدقيقة.
ما الفرق بين حالة المادة ومرحلة المادة؟
• المرحلة هي منطقة ذات خصائص كيميائية وفيزيائية موحدة وتفصل بينها حدود يمكن تمييزها.
• حالات المادة هي الأشكال التي يمكن أن توجد فيها مراحل مختلفة. الحالة الصلبة والسائلة والغازية هي أكثر حالات المادة شيوعًا على وجه الأرض.
• في حالة واحدة للمادة ، يمكن أن توجد العديد من أشكال المراحل. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك زجاجة البنزين والماء. كلاهما في حالة سائلة ، ولكن في مراحل مختلفة. يمكن تطبيق نفس المفهوم على المواد الصلبة ، على الرغم من أن الغازات تميل إلى انتهاك هذا ، ولكن ليس بشكل صريح.
