أسئلة: تغير حالات المادة

الإجابة الصحيحة: تغير حالة المادة كتحول الثلج إلى ماء

تغير الحالة هو تحول فيزيائي لا يتغير فيه التركيب الكيميائي للمادة ويمكن عكسه.

الإجابة الصحيحة: التجمد

التجمد هو التحول العكسي للانصهار، حيث تفقد المادة حرارة وتتحول من سائل إلى صلب.

الإجابة الصحيحة: عند سطح السائل فقط

يختلف التبخر عن الغليان في أنه يحدث عند سطح السائل فقط وعند أي درجة حرارة.

الإجابة الصحيحة: التصعيد أو الاستعلاء

التصعيد هو تحول المادة صلبة إلى غازية مباشرة مثل الثلج الجاف.

الإجابة الصحيحة: تثبت درجة الحرارة

تثبت درجة الحرارة لأن الطاقة المكتسبة تُستهلك في كسر قوى الترابط بين الجسيمات لا في رفع الحرارة.

الإجابة الصحيحة: تكوّن الصقيع على الأسطح الباردة

التصعيد العكسي هو تحول الغاز إلى صلب مباشرة مثل تحول بخار الماء إلى صقيع.

الإجابة الصحيحة: تكثف بخار الماء الموجود في الهواء عند ملامسته للسطح البارد

التكثف هو تحول المادة من غاز لسائل بفقدان حرارة عند ملامسة سطح بارد.

الإجابة الصحيحة: خفض درجة الحرارة

التبخر يزداد بارتفاع درجة الحرارة وزيادة مساحة السطح وسرعة الرياح، وخفض الحرارة يقلله.

الإجابة الصحيحة: تحدثان عند نفس درجة الحرارة المحددة والثابتة

المادة النقية تنصهر وتتجمد عند نفس درجة الحرارة.

الإجابة الصحيحة: لأنه يتصعّد مباشرة إلى غاز دون ترك بقايا سائلة

الثلج الجاف يتحول لغاز مباشرة دون أن يترك ماءً سائلاً يعيق عملية النقل.

الإجابة الصحيحة: تكتسب الجسيمات طاقة حركة كافية للتغلب جزئيًا على قوى الترابط الصلبة

أثناء الانصهار تكتسب الجسيمات طاقة تساعدها على التحرك بحرية أكبر كسائل.

الإجابة الصحيحة: الغليان يحدث في كل السائل عند درجة حرارة ثابتة، بينما التبخر عند السطح وأي درجة حرارة

الغليان يشمل كل أجزاء السائل عند درجة غليان ثابتة، أما التبخر فيقتصر على السطح عند أي حرارة.

لأن نوع المادة وتركيبها الكيميائي لا يتغيران مطلقًا أثناء تغير الحالة؛ فالماء يظل ماءً بتركيبه (H₂O) سواء كان في صورة ثلج أو ماء سائل أو بخار، كما يمكن استرجاع الحالة الأصلية بسهولة بعكس عملية التسخين أو التبريد.

لأن الحرارة المكتسبة لا تُستخدم في رفع درجة حرارة المادة، بل تُستهلك بالكامل وتُبذل لتزويد الجسيمات بطاقة كافية لكسر قوى الترابط القوية التي تثبتها في مكانها وتحويلها من الحالة الصلبة إلى السائلة.

التبخر: يحدث عند سطح السائل فقط، وعند أي درجة حرارة (بما في ذلك درجة حرارة الغرفة)، وبشكل تدريجي وبطيء. أما الغليان: فيحدث في كل أجزاء السائل (في السطح وفي العمق معًا)، وعند درجة حرارة ثابتة ومحددة تُعرف بدرجة الغليان وتظهر خلاله فقاعات بخار.

تحدث بسبب ظاهرة التكثف؛ حيث يلامس بخار الماء الموجود في الهواء الجوي الحّار السطح الخارجي البارد للكوب، فيفقد حرارة وتقل طاقة حركة جزيئاته وتقترب من بعضها لتتحول من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة المتجسدة في صورة قطرات ماء.

التصعيد (الاستعلاء) هو تحول المادة من الحالة الصلبة مباشرة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة. ومثالها التطبيقي: استخدام الثلج الجاف (ثاني أكسيد الكربون الصلب) في حفظ الآيس كريم أثناء النقل لأنه يتصعّد مباشرة لغاز دون ترك أي بقايا سائلة مبللة.

نلاحظ ارتفاع تدريجي لدرجة حرارة الثلج حتى يبدأ في الانصهار فتثبت درجة الحرارة مؤقتاً حتى يذوب تماماً، ثم ترتفع الحرارة مجدداً بانتظام حتى تصل لدرجة الغليان فتثبت للمرة الثانية أثناء تحول السائل إلى بخار بالكامل. وسبب الثبات هو استهلاك الحرارة المضافة في كسر قوى التماسك بين الجزيئات لتغيير الحالة.