حالات المادة وتحولاتها

حالات المادة بشكل عام ثلاث: الصلابة، السيولة والغازية. الغازات تتمدد وتأخذ شكل وحجم الوعاء الذي توضع فيه. كثافة الغاز قليلة جدا اذا ما قورنت بنفس كمية السائل أو الصلب عند درجة حرارة 25 س وضغط يعادل 1 ضغط جوي. السوائل تأخذ شكل الوعاء الذي توضع فيه ولكنها عاجزة عن التمدد لتملأه. المواد الصلبة لها شكل ثابت وكثافتها اكبر من كثافة معظم السوائل. الشىء الذي يحدد حالة المادة هو قوى الربط الفيزيائية بين دقائق المادة. قوى التجاذب الفيزيائية الضعيفه توجد في الغازات، بينما توجد قوى التجاذب الفيزيائية الأقوى في المواد الصلبة. يمكن للمادة أن تتحول من حالة الى أخرى، يعتبرهذا التحول تغييرا فيزيائيا. السائل بالتبريد يتحول الى مادة صلبة وتسمى هذه العملية بالتجميد. المادة الصلبة تتحول الى سائلة بالتسخين وتسمى هذه العملية بالانصهار. السائل يتحول الى غاز بالتسخين وتسمى هذه العملية بالتبخر. الغاز يتحول الى سائل بالتبريد وتسمى هذه العملية بالتكاثف، يمكن للمادة أن تتحول بالتسخين من الحالة الصلبة الى الحالة الغازية مباشرة ودون المرور بالحالة السائلة وتعرف هذه العملية بالتسامي كما في حالة اليود الموضحة في المرفق:
بعض المواد تستخدم في التبريد كالنيتروجين السائل ( N2(l، الذي يمكن الحصول عليه من الهواء الجوي بالتقطير التجزيئي وذلك بالضغط والتبريد. درجة غليان بعض الغازات توجد في الملف المرفق.

كما يستخدم أيضا ثاني اكسيد الكربون الصلب في التبريد، ويسمى بالثلج الجاف، ثلج لأنه شديد البرودة وجاف لأنه عندما يسخن يتحول مباشرة من الحالة الصلبة الى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة (يتسامى)
التبخر يختلف عن الغليان، التبخر هو عملية تحول السائل الى غاز، ويحدث التبخر عند أية درجة حرارة، عوامل عديدة تؤثر في التبخر منها: درجة الحرارة، مساحة سطح السائل، التحريك المستمر للسائل، التخلص المستمر للبخار المتكون والضغط الجوي المحيط بالسائل، أما درجة الغليان فهي درجة الحرارة التي عندها يتساوى ضغط بخار المادة المتصاعده مع الضغط الجوي المحيط به، وتعتمد درجة الغليان السائل على:
1. نوع قوى الربط بين دقائق المادة، كلما زادت هذه القوى زادت درجة الغليان
2. الضغط الجوي، كلما زاد الضغط الجوي كلما زادت درجة الغليان.
المادة النقية تغلى على درجة حرارة معينة وثابتة عندما يكون الضغط ثابت، لذلك فإن درجة الغليان خاصية فيزيائية يمكن من خلالها التعرف على السائل، يمكن لنا معرفة أن السائل قد وصل الى درجة الغليان من خلال ملاحظة فقاعات الغاز المنطلقة من السائل بشكل تلقائي سريع ومتواصل، يمكن تحديد درجة الغليان بعدة طرق منها:
• بالتقطير
• بطريقة الانبوب الشعري.

sunny