ماذا يحدث لمعظم المكونات عند تسخينها؟ أحد الأسئلة التي سنجيب عليها على موقعنا الإلكتروني اليوم هو أنه يمكن تعريف الحرارة على أنها شكل من أشكال الطاقة ، ويتم نقل الحرارة من جسم أعلى إلى جسم آخر بدرجة حرارة منخفضة ، وتهدف درجة الحرارة إلى قياس مدى سخونة أو برودة المادة ، فالحرارة لها تأثير كبير على العديد من الأشخاص. زيادة. المواد أو الكائنات الحية والبشرية.
عندما تنتقل الحرارة إلى أي جسم ، فإنها تتسبب في ارتفاع درجة حرارته في الأجسام الصلبة أو السائلة أو الغازية ، وغالبًا ما تسبب الحرارة تغيرات في المادة ويمكن أن تحولها إلى حالة أخرى ، لذلك دعونا نتعرف أكثر على ما يحدث عند تسخين معظم المواد.
- قبل أن نعرف ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها ، يجب أن نعرف حالات المادة الأم ، وهي الغازات والحالات الصلبة والسائلة ، وهناك حالة أخرى غير شائعة في الدورة الدموية ، وهي البلازما.
- مثل الغاز ، ليس له شكل محدد أو حجم واضح ، ويمكننا أن نجده في حالات أخرى مثل البلورات السائلة الموجودة في الحالة الوسطى بين الحالة الصلبة والسائلة.
- تتميز المادة الصلبة بحقيقة أن لها حجمًا وشكلًا معينًا ، مثل الثلج ، كما أن للمادة السائلة حجمًا معينًا ، ولكن قد يحدث تغيير في حالتها ، كما في حالة الماء ، ولكن الغاز هو أحد تلك المواد التي ليس لها شكل أو حجم معين.
- يمكن تلخيص كل هذه المواقف في مثال واحد ، وهو تأثير الحرارة على الجليد ، والذي يتحول من صلب إلى سائل ويتحول إلى بخار ماء غازي عندما يستمر تعرضه للحرارة.
يمكن وصف المزيد من التفاصيل على النحو التالي: حالات المادة ، وخصائص كل حالة ، والحالات الحديثة والمحتملة ، ومستويات الطاقة العالية للمادة.
كيف تتأثر المواد بالتسخين؟
- سنبدأ بالحديث عن ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها ، ثم سنتحدث عن تأثير الحرارة على كل منها ، وعندما نقول الحرارة ، يتبادر إلى الذهن تأثير درجة الحرارة المرتفعة على الحالات الصلبة والغازية والسائلة للمادة.
- ولكن كما تعلمنا في دروس العلوم أن المواد الصلبة يمكن أن تتمدد في درجات حرارة عالية وتتقلص عند تعرضها لدرجات حرارة منخفضة ، فإنها تشمل أيضًا درجات حرارة منخفضة ومتوسطة.
- نظرًا لأن المادة يمكن أن تكون صلبة من مادة صلبة إلى سائلة ، ومن السائل إلى التجمد ، ومن الانكماش أو الانكماش ، فإن انخفاض حجم المادة أو نقص المساحة التي تشغلها المادة الصلبة في الفضاء الفارغ ، وتسمى المواد التي تحترق بسرعة في الهواء قابلة للاشتعال. أو الاشتعال.
- بما في ذلك المواد غير القابلة للاشتعال التي تسمى البنزين والفحم والخشب والمواد غير القابلة للاشتعال ، بما في ذلك المعادن والأحجار ، ولكن عند تعرضها للحرارة العالية ، يحدث تغيير في حالتها بسبب تحول المادة الصلبة إلى مادة سائلة ومن مادة سائلة إلى مادة غازية.
نخبرك أيضًا أكثر: ما هي حالة المادة وما هي عمليات تحويل المواد؟
أولاً ، تأثير الحرارة على المواد الصلبة
- عندما تتعرض مادة صلبة للحرارة العالية ، فإنها تسبب نوعًا من الضعف بين قوى الجذب بين الجسيمات الصلبة المسؤولة عن حالتها الصلبة ، وعندما تضعف هذه الجسيمات نتيجة التعرض للحرارة ، فإنها تبدأ في الذوبان بعيدًا عن بعضها البعض وتصبح سائلة لفترة زمنية معينة. .
- يسمى هذا بتحويل المواد الصلبة إلى مواد سائلة عن طريق عملية الانصهار ، وتسمى درجة الحرارة التي تصل إلى المادة الصلبة بالذوبان نقطة الانصهار وتختلف درجة الانصهار من مادة إلى أخرى.
- نظرًا لأن كل مادة فولاذية لها نقطة انصهار مختلفة عن المواد الأخرى ، فإن نقطة انصهار الجليد ، على سبيل المثال ، تختلف عن الدرجة المطلوبة لصهر الحديد ، والتي تتطلب درجة حرارة أعلى.
- سننظر في مثال توضيحي لهذا ، على سبيل المثال ، درجة حرارة انصهار الثلج تساوي صفر درجة وتبقى هذه الدرجة ثابتة أثناء عملية التحول حتى نهاية عملية الذوبان حتى نجد الجليد في صورة مادة سائلة تسمى تحول الطور.
- عندما تبدأ الروابط بين الجزيئات في الضعف وتساوي قوى التجاذب بينها صفرًا ، فإنها تتحول بعد ذلك إلى مادة سائلة وتبدأ في الذوبان بعد ارتفاع درجة الحرارة تدريجياً.
- عندما تزيد درجة الحرارة أكثر ، ستبدأ في الغليان وتتحول إلى غاز أو بخار ماء مع استمرار تعرضك للحرارة.
- تأثير آخر للحرارة على الأجسام هو عملية التمدد التي يحدث فيها تغير في درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة طاقة الجسيمات المهتزة التي تشكل المواد الصلبة.
- نتيجة لذلك ، هناك زيادة في متوسط المسافة بين الجسيمات وتغير في أبعاد المادة ، وهذا مرئي للعين المجردة ، والمعروفة بظاهرة التمدد الحراري.
- هناك اختلاف في حجم تمدد المواد الصلبة ، اعتمادًا على نوع المادة ، بسبب قوة التماسك بين ذراتها أو جزيئاتها ، وفي بعض المواد يمكن أن يكون مدى التمدد صغيرًا عند تعرضها للحرارة.
- خاصة وأن قوى الترابط بين جزيئات المواد الصلبة مقارنة بالمواد السائلة والغازية أكبر من هذه القوى بين جزيئات المادة السائلة ، والروابط بين ذرات المواد الغازية غائبة.
يمكن العثور على مزيد من التفاصيل على النحو التالي: الفرق بين الكحول الإيثيلي والميثيل وعلاقتهما بالموت والإدمان.
ثانيًا ، تأثير الحرارة على المواد الغازية
- تؤثر درجة الحرارة المرتفعة على المواد الغازية ، ولكن ذات الحجم الثابت ، لأن جزيئات الغاز لديها طاقة أعلى عند تعرضها لدرجة حرارة أقل من جزيئات المواد الأخرى ، حيث يحدث التسارع بين الجزيئات في مساحتها ، مما يزيد من معدل التصادم بينها في الثانية. هذا يخلق المزيد من الضغط على الحاوية بالداخل.
- نظرًا لوجود علاقة مباشرة بين الحجم الثابت وحالة الغاز ودرجة الحرارة والضغط ، يزداد الضغط عندما تزداد درجة حرارة الغاز ، على العكس من ذلك ، ينخفض الضغط عندما تنخفض درجة الحرارة.
- إذا لم يكن الحجم ثابتًا ، فسيكون هناك مجال للجسيمات للتحرك بسرعة ، مما سيجعلها تبتعد عن بعضها البعض بحيث تكون المسافات بينها أكبر وتؤدي إلى مساحة أكبر وزيادة الحجم.
- لذلك ، نصف العلاقة بين حجم الغاز وتعرضه للحرارة في علاقة مباشرة حيث يزداد حجم الغاز كلما تعرض حجمه للحرارة ، وتقل المسافات بينهما مع انخفاض طاقة الجسيمات مع انخفاض درجة الحرارة.
ثالثًا ، تأثير الحرارة على المواد السائلة
- بالنسبة لمعظم السوائل ، يحدث التمدد عند تعرضها للحرارة وتتقلص عند درجة الحرارة التي تتعرض لها ، وهناك بعض أجهزة القياس المصممة لقياس درجة حرارة السوائل ، لذلك لا يمكنك الاعتماد فقط على الإحساس باللمس لتقدير درجة الحرارة.
- مثال على الأجهزة التي تستخدم السوائل لقياس درجة الحرارة هو مقياس الحرارة ، الذي يعتمد على وجود الكحول أو الزئبق ، يتقلص عند تعرضه للبرد ويتمدد عند تعرضه للحرارة.
- ومع ذلك ، عند قياس درجة حرارة الجسم ، يجب وضع الترمومتر في الكحول ورجه جيدًا وتطهيره حتى يعود الزئبق المستخدم في الترمومتر إلى خزانه الخاص ويمكن وضع درجة الحرارة تحت اللسان.
هنا نصل إلى نهاية موضوعنا حول ما يحدث لمعظم المواد عند تسخينها ، ونأمل أن ننجح في توفير المعلومات للإجابة على أسئلتك حول هذا الموضوع.