انواع حالت های ماده

انواع حالت های ماده

در این مقاله انواع حالت های ماده را بررسی می کنیم. لطفا در ادامه با ما همراه باشید.

به هر چیزی که فضا را اشغال کند (حجم داشته باشد) ماده می گوییم. مواد از ذره های ریزی به نام اتم یا مولکول ساخته شده اند. اندازهٔ اتم‌ها حدود یک تا چند انگستروم است و اندازهٔ مولکول ها به این بستگی دارد که از چند اتم ساخته شده باشند. اندازه ٔ برخی از درشت مولکول ها، مانند بَسپارها (پلیمرها)، می تواند تا 1000 انگستروم نیز باشد. ذره های سازندهٔ مواد همواره در حرکت‌اند و به یکدیگر نیرو وارد می کنند. حالت ماده به چگونگی حرکت این ذره ها و اندازهٔ نیروی بین آنها بستگی دارد.

بررسی انواع حالت های ماده :

جامد، مایع و گاز سه حالت آشنای ماده هستند که به بررسی برخی از ویژگی های فیزیکی آنها خواهیم پرداخت. حالت چهارم ماده، پلاسما نامیده می شود که اغلب در دماهای خیلی بالا به وجود می آید. ماده درون ستارگان و بیشتر فضای بین ستارهای، آذرخش، شفق های قطبی، آتش و ماده داخل لوله  تابان لامپ‌های مهتابی از پلاسما تشکیل شده است.

جامد

هزاران سال است که بشر از مواد جامد بهره می گیرد. اصطلاح‌های عصر حجر، عصربرنز، و عصر آهن اهمیت مواد جامد را در توسعهٔ تمدن های پیشین نشان می دهد. تجربهٔ روزمره نشان می دهد که جسم جامد، حجم و شکل معینی دارد. ذرات جسم جامد به سبب نیروهای الکتریکی که به یکدیگر وارد می کنند در کنار یکدیگر می مانند. این ذرات در مکان های معینی نسبت به یکدیگر قرار دارند و در اطراف این مکان ها، نوسان های بسیار کوچکی دارند.
برای درک بهتر ساختار جسم جامد، معمولا مدلی مطابق شکل زیر ارائه می دهند و فرض می کنند  که ذرات آن توسط فنرهایی به یکدیگر متصل اند. اگر این ذرات نسبت به وضعیت تعادل، به هم نزدیک‌تر یا از هم دورتر شوند، نیروی کشسانی بین فنرها آنها را به وضع تعادل برمی گرداند و جسم جامد، شکل و اندازهٔ اولیه اش را حفظ می کند.

اتم های برخی از جامدها در طرح های منظمی مانند شکل های زیر کنار هم قرار می گیرند. جامدهایی را که در یک الگوی سه بعدی تکرار شونده از این واحدهای منظم ساخته می شود را جامد بلورین می نامیم. فلزها، نمک ها، الماس، یخ و بیشتر مواد معدنی جزو جامدهای بلورین‌اند. وقتی مایعی را به آهستگی سرد کنیم اغلب جامدهای بلورین تشکیل می شوند. در این فرایند سرد سازی آرام، ذرات سازنده ٔ مایع فرصت کافی دارند تا در طرح های منظم خود را مرتب کنند. بنابراین در طرح نامنظمی که در حالت مایع داشتند باقی می مانند. شیشه، مثالی از یک جامد بی شکل است.

مایع

مولکول‌های مایع نظم و تقارن جامدهای بلورین را ندارند و به صورت نامنظم و نزدیک به یکدیگر قرار گرفته‌اند. مایع به راحتی جاری می شود و به شکل ظرف خودش درم یآید. فاصله ذرات سازنده مایع و جامد تقریبا یکسان و در حدود یک آنگستروم است.

پدیدۀ پخش در مایع‌ها :

اگر مقداری نمک را در یک لیوان آب بریزید، پس از مدتی آب، شور می شود. اگر چند قطره جوهر را به آب درون لیوانی اضافه کنید، به تدریج رنگ آب تغییر می کند (شکل زیر) تجربه‌های ساده‌ای مانند این، نشان می دهند که ذرات سازنده نمک و جوهر در آب درون لیوان پخش شده‌اند. دلیل پخش ذرات نمک و جوهر در آب، به حرکت مولکول‌های آب مربوط می شود. در واقع به دلیل حرکتهای نامنظم و کاتورهای (تصادفی) مولکول‌های آب (شکل زیر) و برخورد آنها با ذرات سازنده نمک و جوهر، این گونه مواد در آب پخش می شوند.

گاز

گاز، ماده‌ای است که شکل مشخصی ندارد. اتم ها و مولکول‌های آن آزادانه و با تندی بسیار زیاد به اطراف حرکت و با یکدیگر و با دیواره‌های ظرفی که در آن قرار دارند برخورد می کنند فاصله میانگین مولکول‌های گاز در مقایسه با اندازه آنها، خیلی بیشتر است. مثلا اندازه مولکول‌های هوا بین 1 تا 3 آنگستروم است در حالی که فاصله میانگین  آنها در شرایط معمولی در حدود 35Å است.

از اینکه ما را با مقاله انواع حالت های ماده کردید از شما سپاسگذاریم.

منبع : فیزیک (1) (سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی)