دلتاس خاص

معرفي شش حالت ماده

مواد طبيعي در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله، بخش خارجي جو زمين، اتمسفر ستارگان، بسياري از مواد موجود در فضاي سحابي و بخشي از دم ستاره دنباله دار و شفق‌هاي قطبي شمالي كه نمايش خيره كننده اي از حالت پلاسمايي ماده است كه در ميدان مغناطيسي جريان مي يابد  بد نيست بدانيد كه دانش امروزي حالات ديگري از جمله برهمكنش ضعيف و قوي هسته اي را نيز در دسته بنديها به عنوان حالات پنجم و ششم ماده به حساب مي‌آورد كه از اين حالات در توجيه خواص نوكلئون‌هاي هسته، نيروهاي هسته اي، واكنش هاي هسته اي و در كل ((فيزيك ذرات بنيادي)) استفاده ميشود. علاقه وافري به ابر رساناها وجود دارد زيرا از آنها براي توليد الكتريسيته پاك و ارزان مي توان استفاده كرد در صورتي كه استفاده از ابر رساناها در تكنولوژي ميسر شود قطارهاي برقي سريع السير و كامپيوترهاي فوق سريع با قيمت پايين روانه بازار خواهد شد اما متاسفانه استفاده از ابررساناها و حتي تحقيق در باره آنها دشوار است.

از اين روست كه جريان مايع از ظرفي به ظرف ديگر شدني است، اما نسبت سرعت جاري شدن آب در مقايسه با مايعات ديگر از قبيل روغنها و گلسيرين بسيار متفاوت است كه اين تفاوت در سرعت جاري شدن، ميزان مقاومت يك مايع در مقابل جاري شدن، يعني ويسكوزيته آن ناميده ميشود كه خود تابعي از شكل، اندازه مولكولي، دما و فشار مي‌باشد. اما اگر ابررسانايي بردماي اتاق شود كار كردن با آن فوق العاده راحت مي شود و استفاده ازآن به خاطر مزيت هاي ياد شده سريعا افزايش مي يابد جين مي گويد كنترل ميزان جفت شدگي اتمها با استفاده از تغيير ميدان مغناطيسي همانند تغيير دما براي يك ابررسانا ست. ممكن است برخي از شما تا به حال نام حالت چهارم ماده يعني پلاسما را نيز شنيده باشيد و يا اطلاعاتي راجع به آن داشته باشيد اما مطمئناً بسياري از شما از حالت پنجم و ششم ماده يعني چگال بوز – انيشتين و چگال فرميوني، و همچنين خواص آنها بي اطلاعيد.

در جامدات فاصله مولكول‌ها مانند فاصله آنها در مايع است ولي در جامدات مولكول‌ها نمي‌توانند مانند وضعيتي كه در حالات مايع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حركت كنند و در مكان‌هاي خاصي قرار ميگيرند و فقط مي‌توانند در اطراف اين مكان‌ها حركت. حالت چهارم ماده پلاسما ,شبيه گاز است و از اتم‌هايي تشكيل شده است كه تمام يا تعدادي از الكترون هاي خود را از دست داده اند (يونيده شده اند) بيشتر مواد جهان در حالت پلاسما هستند مانند خورشيد كه از پلاسما تشكيل شده است. اين ماده با ماهيت محيط يونيزه، تركيبي از يون‌هاي مثبت و الكترون با غلظت معين ميباشد كه مقدار الكترون‌ها و يون‌هاي مثبت در يك محيط پلاسما تقريبا برابر است و حالت پلاسماي مواد ، تقريبا حالت شبه خنثايي دارد.

كدام حالت هاي ماده به يكديگر تبديل مي شوند

مثال هاي زيادي از اين تغيير حالت (ميعان) وجود دارد: هنگامي كه آب، از سطح دريا بخار مي شود و به طرف آسمان حركت مي كند، در قسمت هاي بالاي آسمان، به علت سردتر بودن هوا، بخارهاي آب به مايع تبديل مي شوند و ب صورت باران به سمت زمين باز مي گردند. زماني كه يك نفتالين را در اتاقي قرار مي دهيم مي بينيم كه پس از مدتي نفتالين بدون اين كه به مايع تبديل شود به گاز تبديل مي شود، به اين تغيير حالت ماده كه در آن جامد مستقيما به گاز تبديل مي شود، «تصعيد» مي گوييم. يخ خشك يا كربن دي اكسيد جامد هم كه از سرد و متراكم كردن گاز كربن دي اكسيد حاصل مي شود به سرعت به گاز تبديل مي شود(تصعيد) از اين ماده براي سرد كردن مواد و در صحنه هاي تئاتر براي تشكيل محيط مه آلود استفاده مي شود.

          اگر آب دريا بخار نشود، ابر، تشكيل نمي شود و بارندگي به وجود نمي آيد و همچنين اگر آب تبخير نشود، ديگر لباس ها خشك نمي شوند و اگر آب، منجمد نشود، ديگر يخ نداريم. بلورهاي يد، كافور و قرص هاي نفتالين اگر در ظروف روباز قرار گيرند بدون آنكه مايع شوند مستقيما به گاز تبديل مي شوند(ناپديد مي شوند) اين تغيير حالت ها نمونه هايي از عمل تصعيد هستند.           زماني كه شما در يخ ساز يخچال را باز مي كنيد، برفك هايي را داخل يخچال مي بينيد اين برفك ها از تغيير حالت گاز به حالت جامد به وجود آمده اند.           يخ، نوعي جامد است، اگر به اندازه ي كافي گرم شود؛ به مايع (آب)، تبديل مي شود و اگر آب را باز هم گرما دهيم؛ به گاز (بخار)، تبديل مي شود.

          آبي كه روي بدن شما وجود دارد، براي بخار شدن، نياز به گرما دارد و اين آب، گرماي بدن شما را مي گيرد و در نتيجه شما احساس سرما مي كنيد. برفك يخچال هنگامي تشكيل مي شود كه بخار آب حاصل از مواد غذايي و ميوه ها و سبزيجات درون يخچال به اطراف جايخي كه دماي آن كمتر از نقطه انجماد آب است برخورد كنند. در اين حالت دانشمندان از نقطه اي استفاده مي كنند كه نقطه انجماد ناميده مي شود تا اندازه بگيرند كه مايع كي (يعني در چه دمايي) به جامد تبديل مي شود.           وقتي بخار آب ، به بشقاب فلزي كه سرد است، برخورد مي كند، بخار آب، در اثر سرما به آب كه مايع است تبديل مي شود.

 اگر بخار يا گاز به اندازه كافي سرد شود مولكول ها تا حدي به هم نزديك مي شوند كه بخار به مايع تبديل مي شود اين تغيير حالت ميعان نام دارد.

حالت هاي ماده – فيزيك دهم (۱)

اما زماني كه قطعه اي از طلا را كه در ابعاد نانو است در كوره قرار دهيم تا ذوب شود، با شگفتي در مي يابيم كه دماي ذوب طلا فقط ۴۲۷°C است و حدود ۶۰ درصد نسبت به حالت عادي كاهش يافته است. به همين دليل مايعات تراكم ناپذيرند زيرا در فرآيند متراكم كردن مايع، فاصله بين مولكول ها مي خواهد كمتر از حالت عادي شود و مولكول ها در اين موقعيت يكديگر را دفع مي كنند. در اثر برخوردهاي متوالي مولكول ها به يكديگر و به ديواره ظرف، مولكول ها مرتبا تغيير جهت مي دهند و يك حركت نامنظم يا كاتوره اي رخ مي دهد كه حركت برواني ناميده مي شود. با سلام و احترام خدمت شما مخاطبين عزيز وبلاگ بين جو (Binjo)، در اين مقاله قصد داريم تا با زباني ساده به بررسي مبحث حالت هاي ماده در فيزيك دهم (۱) بپردازيم.

اگر با ميكروسكوپ، يك ظرف محتوي دود را مشاهده كنيم خواهيم ديد كه ذره هاي دود به طور نامنظم و درهم و برهم و در يك مسير زيگزاگي حركت برواني انجام مي دهند. مولكول هاي مايع نيز مانند گازها فاقد نظم معيني هستند اما چون بسيار به يكديگر نزديك هستند، به جاي حركت آزادانه در گازها فقط مي توانند روي هم بلغزند. اگر به مشاهده ادامه دهيم درخواهيم يافت ذرات غيرقابل مشاهده اي كه مولكول هاي هوا هستند، به آن ها برخورد كرده و مسير حركت آن ها را تغيير مي دهند. در واقع، مانند مولكول هاي گاز، حركت هاي نامنظم و كاتوره اي مولكول هاي مايع با ذرات سازنده نمك، جوهر و يا… اين گونه مواد در آب پخش مي شوند.

ويژگي هاي فيزيكي مواد شامل: نقطه ذوب، رسانندگي الكتريكي و گرمايي، شفافيت، استحكام، رنگ و… به طرز چشمگيري در مقياس نانو كاهش مي يابد. همه ما مشاهده كرديم كه با باز شدن يك شيشه عطر در يك نقطه از اتاق بعد از گذشت مدت زماني اندك بوي آن عطر در همه جاي اتاق پراكنده خواهد شد. ماده درون ستارگان، فضاي بين ستاره اي، آذرخش، شفق هاي قطبي، آتش و ماده داخل لوله تابان لامپ هاي مهتابي از پلاسما تشكيل شده است. به عنوان مثال، آب در حالت عادي مايع بوده و با گرم شدن در دماي صد درجه سلسيوس جوشيده و از حالت مايع به حالت گازي و بخار مي رود. در اين شرايط، مولكول ها فرصت كافي براي منظم شدن نخواهند داشت و تا حد زيادي در حالت نامنظمي كه در مايع داشتند، باقي مي مانند.

براي آنكه درك بهتري از اين مقياس داشته باشيم، مي توانيم بگوييم طول ده اتم كربن در كنار يكديگر، تقريبا برابر يك نانومتر است.

منبع