المواد الصلبة
- بحث عن المواد الصلبة وكل ما يتعلق بها ستجدها في هذا المقال في موقع موسوعة، حيث سنشير إلى طبيعة المادة الصلبة وأنواعها المختلفة وخصائصها الفيزيائية وحالات المادة المختلفة وغيرها، فكل ما يحيط بنا عبارة عن مادة، ولكن بإختلاف حالاتها.
- فهناك مواد صلبة مثل الأشجار والرمال والأثاث والمعادن، وهناك مواد سائلة مثل الماء والعصائر، وهناك مواد غازية مثل غاز الأوكسجين وغاز ثاني أكسيد الكربون وغيرهم.
- ويمكنك أن تتعرف على طبيعة المواد المحيطة بك بالتعرف على خواصها الفيزيائيها، فالمادة هي كل ما له كتلة أي وزن وحجم، وهي كل ما نجده في الفراغ ويشغل حيز ما، وفي هذا المقال سنهتم بكل ما يخص المواد الصلبة مع ذكر أمثلة عليها.
بحث عن المواد الصلبة
- عرف العلماء المواد الصلبة بأنها حالة من حالات المادة الأساسية، فهناك ثلاث حالات للمادة الحالة الصلبة والحالة السائلة والحالة الغازية، والمواد الصلبة تأخذ شكل وكتلة محددة واضحة، وتشغل حيز كبير من الفراغ، ومعروف عن المواد الصلبة بأنها قاسية وصلبة للغاية ويصعب تشكيلهم.
- فهي تحتاج إلى مؤثر خارجي لكي تلين ويتغير طبيعتها وشكلها، وسبب قسوتها وثبات شكلها يرجع إلى الترابط الشديد بين جزيئاتها أيوناتها وذراتها، ولذلك يصعب التأثير عليها وتحتاج إلى جهد كبير.
- وبسبب هذا التقارب لا يمكن أن تتحرك الجزيئات بحرية ولا تتغير طبيعة المادة بسهولة، فالذرات في الأغلب تهتز وتتحرك في أماكنها فقط، وتحيط بنا المواد الصلبة من كل جهة، ومن أمثلتها: الأثاث، المعادن المختلفة، المباني، السيارات، الثلج، الحجارة، الأواني، الزجاج، الأحجار، الأجهزة الكهربائية، وغيرهم.
أنواع المواد الصلبة
تنقسم المواد الصلبة إلى نوعين رئيسين، وهم:
المواد الصلبة البلورية
- وفي هذا النوع تنتظم الجزيئات والذرات وتأخذ شكل البلورة الزجاجية، أو أي شكل هندسي واضح ثلاثي الأبعاد، وذلك تبعًا لترتيب معين وواضح وليس بصورة عشوائية.
- وهذا الترتيب يتم على شكل وحدات متجاورة ومتشابهة، وتحتاج إلى درجات حرارة معينة، فيصعب التأثير عليها والتغيير من شكلها وخصائصها إلا بوجود مؤثر خارجي قوي، ومن المواد الصلبة البلورية: طوب البناء، وملح الطعام وغيرهم.
المواد الصلبة غير البلورية
- هذا النوع من المواد لا يأخذ شكل معين، فليس من الضروري أن يكون في صورة شكل هندسي منظم ومحدد وثابت، فيمكن أن تنتظم جزيئاته وذراته بصورة غير منتظمة.
- وذلك رغم تقارب جزيئاته وذراته من بعضها البعض، ورغم أنها في الأغلب لا تتحرك براحة بل تتحرك في دائرة محددة وثابتة مسبقًا، ولذلك هي تتأثر بسهولة بالمؤثرات الخارجية ويتغير طبيعتها بإستخدام درجات حرارة مختلفة وليست ثابتة، وأمثلة عليها: البلاستيك والزجاج، وبعض السوائل فائقة التبريد.
خصائص المواد الصلبة
حجم المادة الثابت
- وحجم المواد الصلبة يتم قياسها بإستخدام الوحدات المكعبة، ويختلف طريقة قياسها وحسابها حسب طبيعة وشكل المادة، فمع اختلاف الشكل النهائي للمادة يختلف القياس، ويكون حجمها ثابت في أغلب الأحيان وذلك بسبب ترابط الجزيئات والذرات وتقاربهم.
- وهناك قوانين ونظريات رياضية ثابتة يتم عن طريقها قياس بعض الأشكال الهندسية وبعض المواد الصلبة، مثل المكعب والمثلث والأسطوانة، وباقي المواد الصلبة يتم قياسها عن طريق قانون الإزاحة بإستخدام الماء.
حركة المواد الصلبة
حركة المواد تكون محدودة للغاية وذلك بسبب قسوتها وصلابتها، فهي تتحرك عن طريق الإهتزاز فقط، ولكي تتحرك بصورة أكبر تحتاج إلى مؤثر خارجي، وذلك بسبب الحيز المحدود المؤثر على الحركة، والسبب العلمي لثبات المواد الصلبة في مكانها يرجع إلى القوى البينية بين جزيئاتها.
كتلة وكثافة المادة
وضع علماء الفيزياء قانون ثابت يتم من خلاله حساب قياس المادة، والقانون هو كتلة الجسم/الحجم، أو عن طريق قانون الوزن الهيدروستاتيكي، أو قانون أرخميدس، ووحدة القياس تكون غرام/متر أو ما يشبه هذه الوحدة، وتختلف كثافة المادة حسب نوعها وشكلها وطبيعتها.
ترابط الجزيئات في المواد الصلبة
- تقترب الجزيئات بشكل كبير بين بعضها البعض، وتترابط وتتداخل بشكل كبير، وبسبب هذا التداخل لا يتغير شكل المادة بسهولة بل تحتاج إلى عوامل خارجية لكي تتغير طبيعتها، ولا تتحرك جزيئات المادة إلاى على شكل إهتزاز في أغلب الأحيان وتظل ثابتة على وضعها.
- ومن الروابط التي تكون بين جزيئاتها روابط تساهمية قطبية وغير قطبية، وروابط أيونية، وكلما كانت الروابط قوية ومتقاربة كلما كانت المادة بحاجة إلى عنصر خارجي فعال وقوي لكي يؤثر عليها ويغير من طبيعتها، مثل درجات الحرارة العالية.
الإنتشار في المادة
في المواد الغازية والسائلة يكون الإنتشار سريع للغاية مقارنة بالإنتشار في المواد الصلبة، ففي المواد الصلبة لا يحدث الإنتشار إلا إذا تعرضت المادة لدرجة حرارة عالية، وذلك مثل درجة الحرارة اللازمة لإنصهار المعادن.
تأثر المواد الصلبة بالحرارة
- تنصهر المواد الصلبة عند درجات حرارة عالية للغاية، في الأغلب تكون أعلى من درجة حرارة الغرفة، وذلك على عكس المواد الغازية والسائلة.
- وتحديد درجة الحرارة المطلوبة يختلف حسب نوع المادة، فالمادة الصلبة البلورية النقية تحتاج إلى درجة حرارة منخفضة، أما المادة الصلبة إذا كانت غير نقية فتحتاج إلى درجة حرارة عالية نسبيًا.
غياب المؤثر الخارجي
إذا غاب المؤثر الخارجي في كثير من الأحيان تعود المادة إلى وضعها وشكلها الطبيعي، وذلك بعد تعرضها للضغط والحرارة وتأثيرهم عليها.
