دروس العلوم
الدرس الأول
تغير المادة من حالة لأخرى.
بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
سنبدأ رحلتنا مع العلوم مع مفاهيم بدائية جدا وبسيطة جدا..
تنقسم الأشياء من حولنا إلى أحياء ومواد
الأجسام الحية تشمل الحيوانات والنباتات، والوحدة البنائية الأولى لها هي الخلية.
المواد غير الحية وتوجد من حولنا بثلاث حالات: الحالة الصلبة، والحالة السائلة، والحالة الغازية. والوحدة البنائية الأولى للمواد هي الذرات أو الجزيئات، وهي أجزاء صغيرة للغاية، لا ترى بالعين المجردة ولا بالمجهر، لكن العلماء يستطيعون التعرف الى خصائصها من خلال دراسة آثارها.
يختلف ترتيب الجزيئات في المادة بين حالة وأخرى، لكنها في كل الحالات تبقى متحركة.
في الحالة الغازية، تكون جزيئات المادة حرة وغير مترابطة ولا متلاصقة، ويتحرك كل جزيء في خط مستقيم الى أن يصطدم بشيء يرغمه على تغيير اتجاهه، فيتحرك في الاتجاه الجديد وفق خط مستقيم الى ان يصطدم بشيء آخر وهكذا.
في الحالة السائلة، تكون الجزيئات مخلخلة وقليلة الترابط، وهذا يجعل بعضها ينزلق فوق بعض، فتأخذ شكل الوعاء الذي تنسكب فيه.
في الحالة الصلبة تكون الجزيئات متراصة، وملتصق بعضها ببعض مما يقلل من حركتها، فيبدو الجسم جامدا وشكله ثابت لا يتغير.
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7750;image)
الحرارة تعطي المواد طاقة.
هذه الطاقة الحرارية تزيد من حركة الجزيئات ومن سرعة حركتها، في حين أن البرودة تعني انخفاض الطاقة الحرارية وبالتالي بطء حركة هذه الجزيئات.
لندرس على سبيل المثال ما يحدث عند تسخين قطعة من الجليد.
ما يحدث عند التسخين، هو تزويد جزيئات المادة بطاقة حرارية، تجعلها تتحرك بشكل أسرع، مما يؤدي إلى إضعاف الروابط بينها، وعندما يزداد ضعف الروابط، يصبح ممكنا للجزيئات أن ينزلق بعضها فوق بعض، وفي هذه الحالة تكون قطعة الجليد قد بدأت بالانصهار، وبدأت تتحول من الحالة الجامدة أو الصلبة إلى الحالة السائلة.
وبازدياد التسخين، تزداد الطاقة الحرارية، وتزداد حركة الجزيئات، فتبدأ بالتدافع والتصادم، مما يؤدي إلى تفكك وقطع الروابط وتطاير الجزيئات، وعندها تكون المادة قد تبخرت، أي تحولت من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية .
ولو توقفنا عن التسخين، وبددنا الطاقة الحرارية، ستنعكس العمليات السابقة، فتضعف سرعة تحرك الجزيئات ، ويقل التصادم، فتعود لتقترب، وبالتالي تترابط من جديد، للتحول إلى الحالة السائلة وهذا يسمى بالتكثف.
فإن بردت أكثر، وضعفت حركتها أكثر، تقترب الجزيئات أكثر ، وتقوى الروابط بينها، وهنا تكون المادة قد تحولت للحالة الصلبة في عملية تسمى بالتجمد.
----------------------
الواجب:
هل يمكن أن تشرح لنا بناء على ما تعلمته أعلاه، ما الذي يحدث عندما تخرج الحمم البركانية المنصهرة إلى سطح الأرض إذا ما التقت بمياه نهر جار؟
أرجو أن تكون طريقة الشرح قد أعجبتكم emo (30):
طبعا ماء النهر ستكتسب حرارة كبيرة جدا من الحمم البركانية مما يصل بها درجة الغليان ويتحول جزء منها إلى بخار
بينما ستفقد الحمم جزءا من حرارتها وتبرد وتنجرف مع ماء النهر إلى الأراضي المحيطة لتجعلها أكثر خصوبة
اعتقد ان الحمم سوف تتجمد بعد فقدها للحرارة مكونة مخروط البركان ( الجبل البركاني ) ولن تنجرف مع ماء النهر الا على المدي الطويل
(http://4.bp.blogspot.com/_IUYlNU10BMY/ScN-mv5QtMI/AAAAAAAAG0A/p3duBVr_2tE/s400/+Th-+)
طبعا ماء النهر ستكتسب حرارة كبيرة جدا من الحمم البركانية مما يصل بها درجة الغليان ويتحول جزء منها إلى بخار
بينما ستفقد الحمم جزءا من حرارتها وتبرد وتنجرف مع ماء النهر إلى الأراضي المحيطة لتجعلها أكثر خصوبة
اعتقد ان الحمم سوف تتجمد بعد فقدها للحرارة مكونة مخروط البركان ( الجبل البركاني ) ولن تنجرف مع ماء النهر الا على المدي الطويل
(http://4.bp.blogspot.com/_IUYlNU10BMY/ScN-mv5QtMI/AAAAAAAAG0A/p3duBVr_2tE/s400/+Th-+)
على حسب .. لو كان نهرا بريا في عنفوانه بدون قيود فحتما سيجرف الكثير من الحمم في طريقه على المدى القصير أما لو كان نهرا مروضا مليء بالسدود والعوائق فلن يجد القوة الكافية لجرف الحمم ..
لمعرفة المزيد عن " النهر البري " انظر الرابط : http://en.wikipedia.org/wiki/Wild_river
لرؤية الصورة بالحجم الطبيعي اضغط عليها
الدرس الثاني:
قياس الحجم والكتلة
أولاً – قياس الحجم. ( VOLUME )
لنفترض أننا ملأنا كأساً بعصير البرتقال إلى نهايته، ثم حاول أن تضع فيه مكعب ثلج، ستلاحظ أن العصير سيفيض وينسكب من الكأس .
عصير البرتقال يشغل جزءاً من الفراغ، ومكعب الثلج يشغل أيضاً جزءاً (حيزاً) من الفراغ.
ولو أنك أردت أن تضيف مكعب ثلج إلى عصيرك دون أن يفيض منه شيء، فعليك ألا تملأ الكأس للنهاية، بل تترك فيه مجالاً لمكعبات الثلج.
كل الأجسام تشغل حيزاً من الفراغ، وهذا الحيز يسمى حجم الجسم.
يمكنك أن تقيس حجم أي سائل باستخدام أكواب القياس.. ويمكن كذلك أن نقيس حجم بعض الأجسام بها. وذلك بأن نملأ كوب القياس بالماء إلى مستوى معين، ثم نضع فيه الجسم المراد قياس حجمه ككرة الزجاج (البلية) أو حجر صغير أو غيره، ونلاحظ إلى أين ارتفع منسوب الماء، والفارق بين المستويين يساوي حجم الجسم الذي قسناه.
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7809;image)
ملاحظة: يمكن لربات البيوت قياس حجم الزبدة الجامدة المطلوب إضافته لوصفة طعام بنفس الطريقة، مع استخدام ماء بارد حتى لا تنصهر الزبدة.
ثانياً- قياس الكتلة: ( MASS )
كل المواد لها كتلة. والكتلة هي عبارة عن كمية المادة الموجودة في الجسم، وهذه الكمية لا يمكن أن يكتشفها الإنسان بمجرد النظر للجسم، مثلا: كرة الغولف وكرة الطاولة متماثلتان تقريبا في الحجم، لكن كرة الغولف كتلتها أكبر، لأن كمية المادة الموجودة فيها أكثر. (أي كمية الجزيئات أو الذرات)
تقاس كتلة الأجسام بمقاييس خاصة تسمى الموازين.
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7813;image)
حتى الهواء الذي حولنا له كتلة، مع أننا لا نراه، ولكن يمكننا أن نشعر بكتلة الهواء لو نفخنا بالونا إلى حد كبير ثم تركناه.. فسنشعر بالهواء وهو يخرج منه.
ولو حاولنا أن نقيس بميزان دقيق بالونا فارغاً وآخر منفوخاً فسنجد كيف أن كتلة البالون المنفوخ أكبر، بسبب كتلة الهواء الذي يشغله.
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7811;image)
هل تتغير الكتلة لو قسمنا الجسم إلى أجزاء؟
لو أننا قسنا كتلة تفاحة، ثم قسمنا التفاحة إلى أربعة أجزاء، وقسنا كتلة كل جزء على حدة، ثم جمعنا هذه الكتل، فسنجد انها تساوي كتلة التفاحة. والسبب أن التفاحة عندما تقطع إلى أجزاء تبقى كمية المادة الموجودة فيها كما هي دون تغيير. فلا يؤثر تغير ترتيب جزيئات المادة على كتلتها .
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7815;image)
هذا الميزان يحمل في كفتيه علبتين متماثلتين تماما من الألوان الشمعية، ونلاحظ أن إخراج الألوان من العلبة لا يغير من كتلتها.
فلنقارن كتلة الجسم بحجمه:
قد تشغل مواد مختلفة نفس الحيز من الفراغ ولكن يكون لها كتل مختلفة.
كرة الطاولة (البينغ بونغ) لها نفس حجم كرة الغولف، ولكن كتلتها أقل.
حبة الليمون الصغيرة (اللايم) حجمها مماثل لحجم البيضة، ولكن كتلتها أكبر، لأن كمية المادة فيها أكثر.
(http://www.ayamnal7lwa.net/forum/index.php?action=dlattach;topic=3800.0;attach=7817;image)
لاحظوا ان كل العلب ممتلئة تماما، وهي متماثلة في حجمها، ولكن لو دققنا النظر فيها لوجدنا في كل علبة كمية مختلفة من المادة. لهذا لك لنوع من هذه المواد كتلة مختلفة.
حلوة الجيلي تحتوي على مادة أكثر من المكرونة، فكتلتها أكبر.
وعلبة الرمل فيها كمية من المادة أكبر من علبة الكرات الزجاجية، فكتلتها أكبر.
الخلاصة:
الحجم: هو مقدار الحيز من الفراغ الذي يشغله الجسم
الكتلة: هي كمية المادة الموجودة في الجسم.
تبقى كتلة الجسم نفسها بغض النظر عن تغير ترتيب اجزائه.
قد يكون لأجسام مختلفة نفس الحجم مع اختلاف كتلتها.
الواجب: عرف الحجم وعرف الكتلة.