علوم وفضاء

خواص المادة وتغيراتها: صفة العينة وماذا حدث لها

عينتان افتراضيتان بكتلتي 20 و 40 غرامًا وحجمي 8 و 16 سنتيمترًا مكعبًا
مثال أصلي لمادة متجانسة واحدة وفي الظروف نفسها: الكتلة والحجم يتضاعفان، وتبقى نسبة الكتلة إلى الحجم 2.5g/cm³. عرض الرسم بالحجم الكامل.

خواص المادة وتغيراتها تصف العينة وما حدث لها. نميز خاصية تعتمد على مقدار المادة من أخرى لا تعتمد عليه. [1]

ما الفرق بين الخاصية والتغير؟

الخاصية وصف، مثل الكثافة والقابلية للاشتعال؛ والتغير حدث. الفيزيائي يحفظ الهوية الكيميائية، والكيميائي ينتج مادة مختلفة. [1]

في سجلنا الافتراضي: «الكتلة 20g» قيمة خاصية؛ و«قُسمت العينة» حدث. لتصنيفه نقارن الهوية قبل التقسيم وبعده.

لا تكفي صيغة الفعل وحدها للتصنيف؛ العبارة «تغيرت» تخبرنا بحدوث شيء، لكنها لا تحدد نوعه. اكتب ما الذي تقارنه: الشكل، الكتلة، أم نوع المادة.

خاصية فيزيائية أم كيميائية؟

الفيزيائية، مثل اللون والكثافة والتوصيل، تصف المادة دون تغيير تركيبها. الكيميائية تصف قابلية التحول إلى مادة أخرى، مثل الاشتعال. [1]

قارن عبارتي السؤال الورقي: «العينة قابلة للاشتعال» وصف قابلية، و«اشتعلت العينة» حدث. القابلية لا تثبت وقوع الحدث.

أضف سببًا قصيرًا للتصنيف: وصف قابلية التفاعل، أم قياس دون تغيير التركيب؟

سؤال عن قابلية الاشتعال يقابله سؤال عن حدوث الاشتعال
مثال ورقي أصلي يفرق بين وصف القابلية وتسجيل حدث؛ ليس دعوة إلى إجراء تجربة. عرض الصورة بالحجم الكامل.

خواص شاملة ومكثفة

الشاملة تعتمد على مقدار المادة، كالكتلة والحجم؛ والمكثفة لا تعتمد عليه، كدرجة الحرارة. [1] نقارن المادة نفسها في الظروف نفسها.

في مثالنا الافتراضي، للعينة أ كتلة 20g وحجم 8cm³، وللعينة ب كتلة 40g وحجم 16cm³. جعلنا ب ضعف أ في مقدار المادة، ولم نفترض اختلاف درجة الحرارة بينهما.

الكمية في المثالالعينة أالعينة بالمقارنة
الكتلة20g40gتضاعفت
الحجم8cm³16cm³تضاعف
نسبة الكتلة إلى الحجم2.5g/cm³2.5g/cm³لم تتغير

الكثافة نسبة الكتلة إلى الحجم، ρ=m/V. [2] في الجدول حسبنا 20/8=2.5 و 40/16=2.5. تساوي النسبتين يشرح لماذا لا يعني ازدياد الكتلة وحده ازدياد الكثافة.

كيف تقرأ مقارنة عينتين؟

ابدأ بتحديد ما إذا كانت المقارنة بين كمية أكبر من المادة نفسها أو بين مادتين. ثم راجع الظروف والوحدات، وبعدها احسب النسبة المطلوبة.

لو كُتب في مثال ثانٍ m=40g و V=8cm³، فالنسبة 5g/cm³. هذه معطيات مختلفة عن عينة ب السابقة؛ لا يحق لنا وصفها بأنها مجرد ضعف المقدار مع بقاء الظروف والهوية نفسيهما.

وللتدريب: عينة ج افتراضية كتلتها 60g وحجمها 24cm³. كثافتها 60/24=2.5g/cm³؛ مقدارها ثلاثة أمثال أ في هذا النموذج. اذكر ما تضاعف وما بقي ثابتًا بدل الاكتفاء بقول «العينة أكبر».

المصادر ومتابعة القراءة

  1. OpenStax: الخواص الفيزيائية والكيميائية والشاملة والمكثفة (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org
  2. OpenStax: قياس الكثافة من الكتلة والحجم (يفتح في نافذة جديدة)openstax.org

أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.