آخر تحديث: 10/05/2021

ما هي حالات المادة ؟ وكيف يتم تحويلها ؟

ما هي حالات المادة ؟ وكيف يتم تحويلها ؟
بالنظر والتأمل في كل ما هو محيط بك، وكذلك بالبحث المستمر من العلماء وبإجراء العديد من التجارب الحيوية كان التساؤل الأول من العلماء ما هي حالات المادة وحتي يتم إجراء التجارب العلمية علي أساس بحثي بحت.
ما هي حالات المادة ؟ وكيف يتم تقسيم المواد حسب التعامل معها؟ وهل من الممكن أن تتحول مادة إلي آخري؟ تلك الأسئلة الجمة التي قام العلماء بوضعها والبحث المستمر عن إجابات متعددة نتج عنها أبحاث ومعادلات كثيرة.

ما هي حالات المادة؟

  •  حالات المادة الصلبة والسائلة والغازية وتلك لكل المواد الأساسية وبالطبع يمكنك أن تجد العديد من الأقسام والمواد الفرعية أو الثانوية، وبالنظر إلي المواد الصلبة نجدها تتبع التقسيمة الأساسية ويتبعها في التقسيم الفرعي أو الثانوي أقسام آخري كمثال المواد المطاطية التي يمكن تحريكها بشكل دائم في جميع الاتجاهات.
  • ومن ثم تعود دائما إلي شكلها الأصلي وإلي طبيعتها وأيضا لا يتغير شكلها أبدا، أما بالنسبة للمواد السائلة نجد أن هناك مواد شبة سائلة كمثال المواد الجيلاتينية مثل الكريم كرامل أو الجيلاتين أو المهلبية وتلك المواد التي لا يمكن أن تراها سائلة كليا أو صلبة كليا.
  • وبالحديث عن التساؤل الأعظم الذي غير مجري التاريخ العلمي بأكمله ألا وهو ما هي حالات المادة؟ فيمكن أيضا من خلال دراسة حالات المادة التعرف علي خاصية آخري مفيدة جدا وتيسر الكثير من التجارب العلمية وهي القدرة علي تحويل مادة إلي مادة آخري وذلك باستخدام عوامل فيزيائية أو مواد من حالات آخري.

تتعدد الحالات التي تظهر عليها المادة و تتمثل في:

المادة الصلبة

من أهم الخصائص المميزة للمادة الصلبة الأتي:

  • عندما نتأمل ما حولنا وننظر بتمعن إلي الأشياء من حولنا ستجد أن أغلبها جامد ولا يمكن أن تغير من شكل الكرسي الخشبي في الغرفة ليتحول إلي كومودينو والعكس بالطبع صحيح, وبالإضافة إلي ذلك لا يمكن تشكيل المعادن المختلفة إلا تحت ظروف معينة وخاصة جدا,  لذا فأنت بحاجة شديدة معرفة المواد الصلبة من حولك وكيفية التعامل معها لجعلها متاحة لك ولاستخدامات البشر المتنوعة.

المواد الصلبة تتكون من :

  • جزيئات متراصة حول بعضها البعض تتأثر بعوامل مختلفة من حولها كالحرارة سواء كانت العالية أو المنخفضة جدا وكذلك تتأثر بالقوة الواقعة عليها، كمثال عند الضغط المباشر والمستمر علي قطعة خشب فإنها تنكسر أو بالضغط علي قطعة حديد بعد تسخينها فهنا تتشكل هذه القطعة إلي أشكال عديدة جدا.
  • ويمكن أن تستخدم حينها في عدة أغراض ملائمة للبشر وذلك يحدث عندما تتحرك جزيئات الحديد وتصبح متلاصقة بجانب بعضها البعض ومتحركة في آن واحد وهنا يسهل وبشكل كبير جدا تشكيل الحديد كما تريد،.
  • وبالنسبة للخشبة فإنه لا يشكل بالطبع لن تستطيع أن تسخن الخشب ومن ثم تبدأ بتشكيله لأنه سيحرق حينها ولن يصلح لأي غرض مطلقا.
  •  ولكن دائما ما يبحث العلماء عن طرق متعددة وسبل مختلفة ليصلوا إلي نتيجة فعالة ومناسبة لأفكار ونظريات متعددة قاموا بوضعها.

 ومن أهم النظريات التي وضعت لدراسة المواد الصلبة :

  • نظرية جرهام وجوناخ وفريقهما اللذان وحتي اللحظة الحالية يفسرون نظرية جرهام التي تستهدف المواد الخشبية أثناء تعريضها للبخار.
  •  ومن ثم يتم تشكيل تلك الأخشاب وذلك من الأشياء التي تساعد كثيرا في تقليل التكلفة وتقليل الأدوات والمعادن المستخدمة في تشكيل الخشب. 

المادة السائلة

تعتبر المادة السائلة من الحالات التي تظهر عليها المادة وتتميز بالأتي:

  •  تتشكل المادة السائلة من جزيئات متراصة حول بعضها البعض أيضا مثل المواد الصلبة ولكنها هنا لا تكون قوة التماسك بين الجزيئات مثل قوة التماسك بين الجزيئات الصلبة.
  •  والمادة السائلة من أكثر المواد المستخدمة حولنا وبملاحظة الأشياء السائلة حولنا كمثال الشوربة في الطبق أو الماء في الحاوية الخاصة به نجد أن المواد السائلة ليس لها شكل محدد مطلقا بل تتغير علي حسب الإناء الموضوعة فيه، كما أن المواد السائلة من الممكن أن تتحول إلي حالات أخرى.

تحويل المواد بين الصلب والسائل والعكس

هناك العديد من النظريات التي تتطور بشكل مستمر في الوقت الحالي جميعها تخص وبلا استثناء القدرة علي تحويل المادة إلي أشكال آخري متنوعة من خلال الأتي:

  •  بواسطة المعادلات تم التوصل إلي طريقة فعالة جدا من خلال قانون التحويل العلمي والذي استغرق خمسة وثلاثين عاما حتي يتم تطبيقه علمي صحيح، وهو تحويل المواد الصلبة إلي مواد سائلة باستخدام قانون الانصهار وهو القانون الذي يتم من خلاله تحويل الحديد إلي مواد سائلة كليا وذلك بالتعرض لحرارة تصل إلي ألف درجة مئوية.

  • بالإضافة إلي القدرة علي إضافة مواد آخري عديدة إلي الحديد تجعله صحيا في التعامل مع البشر وأيضا توفر كميات كبيرة من الحديد النقي المتواجد في الطبيعة، فنجد أن الأرض غنية بالمعادن الجمة التي لها استخدامات مختلفة وكثيرة جدا.
  •  ولكنها تكون ذات خطورة جسيمة جدا علي صحة البشر وكذلك بعض المعادن أيضا يكون لها تأثير مسرطن علي البشر ولكي تصلح للاستخدام البشري لابد من إضافة بعض التعديلات المختلفة عليها والتي تساعد علي إتاحة هذه المعادن لجميع الكائنات، تجد الحديد مثلا هو أكثر المعادن التي تستخدم حاليا في مختلف الصناعات.
  • وكذلك تستخدم في كافة الأنشطة الحياتية إذا استخدمت وهي نقية بعد الحصول عليها من البيئة مباشرة فإن ذلك يجعلها مصدر لمرض البشر جمعيهم، لذا وبعد اكتشاف نظرية الانصهار وبعد وضع نموذج عملي لها فإنك هنا تضيف عدة معادن ومودا آخري كثيرة إلي الحديد تجعله ملائم للبشر، وذات الأمر بالنسبة  للذهب الذي يتم خلطه بشكل دائم بالنحاس لأنه يسبب سرطانات عديدة للبشر.
  • أما بالنسبة للمواد السائلة فإن مسار تحويلها كان غاية في الصعوبة والتنفيذ كذلك كان لابد من بذل مجهود جبار في الدراسات الكيميائية والفيزيائية كذلك حتي يتم التوصل إلي ذلك القانون الذي يحول من سائل لصلب وذلك يساعد وبشكل كبير جدا وفعال علي نطاق كبير في حفظ المواد السائلة والاحتفاظ بخصائصها كما هي لفترة طويلة جدا وتسهيل عمليات النقل والتخزين كذلك.
  •  لذا فهنا لابد وأن يتم تعريض المواد السائلة لدرجة حرارة منخفضة جدا تصل إلي أربعين وخمسين درجة تحت الصفر، لكي يتلاشى بداخل رأسك السؤال الذي تطرحه "ما هي حالات المادة؟" لأن بذلك تصبح المواد متداخلة في بعضها وغير مستقرة علي حال معين بتغير الحالات الفيزيائية المحيطة بها.

المادة الغازية

 حالات المادة كثيرة وتشغل أماكن كثيرة حولنا ومحيطة بنا في العالم بأسره, ومن خصائصها :

  • تعتبر المواد الغازية من أكثر وأشيع المواد المحيطة بنا فالعالم كله عبارة عن كرة ضخمة من الغازات
  •  وهناك الكثير أيضا من الكواكب في مجموعتنا الشمسية مكونة أصلا من الغازات وأيضا الفرق في التوقيت في أماكن المجموعات الشمسية حولنا بسبب تلك الغازات التي تسبب ذلك التوقيت الزمني الكبير بين مجموعة شمسية وأخري.
  •  والغازات أيضا يمكن تحويلها إلي مواد سائلة تحت تأثير حرارة التكثيف وبزيادة العوامل الفيزيائية كلها بما فيها الضغط فإن المواد الغازية تتحول إلي صلبة.
ما هي حالات المادة ؟ إذا كنت ما زالت تتساءل هذا السؤال فأنت علي الطريق الصواب للتعرف علي خصائص كل ما حولك وكل ما يحيط بك، ومن خلال ذلك التساؤل يمكنك إضافة الكثير والكثير إلي مجال العلم الغزير من حولك.