حجم حالات مختلف

حجم حالت های مختلف

مواد در طبیعت به سه حالت جامد، مایع و گاز یافت می شوند؛ مثلا آب 1- به صورت جامد یعنی یخ در فریزر و قطب های زمین وجود دارد. 2- به صورت مایع منظور همان شکل طبیعی آب آشامیدنی یا کشاورزی است. 3- به صورت گاز یعنی بخار آب موجود در هوا.

فرض کنید 500 گرم شکر، هوا و آب در سه ظرف جداگانه در اختیار دارید، به نظر شما کدام ماده جای بیشتری می گیرید؟

(حجم بیشتری دارد) پاسخ: هوا>آب>شکر

برای اندازه گیری جرم هوا، ابتدا جرم توپ یا بادکنک خالی را اندازه گیری می کنیم سپس از بعد از باد کردن آنها دوباره اندازه گیری را تکرار می کنیم، نتیجه دو اندازه گیری را از هم کم کنیم، جرم هوا بدست می آید.

ویژگی های حالت جامد: شکل و حجم معینی دارد، ذره هایش بسیار بهم نزدیک و فشرده اند، نیروی جاذبه و کشیده شدن به سمت هم در ذره هایش بسیار قوی است، سرعت ذره ها بسیار کند و حرکت ذره ها در حد لرزیدن است مثل یخ.

ویژگی های حالت مایع: شکل معینی ندارد و به شکل ظرف در می آید، اما حجم معینی دارد، ذره هایش تقریبا فشرده اند، نیروی جاذبه و کشیده شدن به سمت هم در ذره هایش قوی است، سرعت ذره ها کم و حرکت ذره ها در حد لغزیدن است مثل آب. پس جامد سفته اما مایع شل تره و به سفتیه جامدها نیست.

ویژگی های حالت گاز: شکل معینی ندارد و به شکل ظرف در می آید، همه حجم ظرف را پر می کند و در آن پخش می شود و حجم معینی ندارد. ذره هایش بسیار دور از هم هستند، نیروی جاذبه و کشیده شدن به سمت هم در ذره هایش بسیار کم است، سرعت ذره ها بسیار سریع و حرکت ذره ها آزادانه است مثل بخارآب.

با توجه به چیزهایی که یاد گرفتیم اگر در سه ظرف به مقدار مساوی از سه ماده جامد، مایع و گاز وارد کنیم، می بینیم که مواد جامد و مایع در ته ظرف باقی می مانند ولی ماده گازی شکل در سراسر ظرف پخش می شود و همه حجم ظرف را اشغال می کند. به نظر شما فاصله بین ذره ها در کدام ظرف بیشتره؟ 

پاسخ: ظرف دارای ماده گازی زیرا سرعت حرکت و جنبش ذرات گازی بسیار زیاد است.

نکته مهم: با وجود یکسان بودن جرم مثال هایی که گفتیم(منظور همون شکر و آب و هوا) ، به علت تفاوت در نیروی ربایش بین مولکول ها، سرعت حرکت مولکول ها و فضای بین آنها، حجم ماده های مختلف با هم تفاوت دارد.

در مواد گازی شکل فاصله بین ذره ها بیشتر از مواد جامد و مایع است؛ در نتیجه اگر یک نمونه گاز را وارد ظرف کوچک تری کنیم، اتم ها یا مولکول ها به هم نزدیک می شوند و فاصله بین آنها کم می شوند.

تراکم پذیری یا قابلیت فشرده شدن

خب جمع بندی کنیم: می توانیم گاز را به راحتی متراکم کنیم و حجم آن را (فضاشو یا جاشو) تا حد زیادی کم کنیم (کاهش دهیم) اما نمی توانیم مایع یا جامد را به آسانی و به مقدار زیاد متراکم کنیم.

گازها برخلاف جامدها و مایع ها تراکم پذیرند؛ یعنی به خوبی فشرده می شوند: مانند پر کردن گاز در کپسول اجاق گاز و یا در فندک.

در اثر گرم کردن مواد مختلف: گاز بیشترین میزان افزایش حجم را دارند زیرا فاصله بین ذراتشان زیاد است و با افزایش دما سرعت حرکت ذره های آنها بیشتر می شود پس بیشتر از هم دور می شوند و حجمشان زیاد می شود(یادتونه دیگه حجم یعنی همون فضایی که اشغال میشه) اما مایعات کمتر افزایش حجم پیدا می کنند و در آخر جامدات کمترین میزان افزایش حجم را مشاهده می کنیم.

       تاثیر گرما بر حجم مواد: حجم مواد در اثر گرما زیاد می شود زیرا با گرم شدن ماده، انرژی جنبشی (حرکتی) ذره های سازنده بیشتر می شود و در نتیجه فاصله آنها از هم بیشتر می شود.

       منظور از انبساط(کِش اومدن) یعنی افزایش حجم ماده در اثر گرم شدن.

       منظور از انقباض(جمع شدن) یعنی کاهش حجم ماده در اثر سرد کردن.

       وقتی به جسمی گرما می دهیم، جنبش ذره های سازنده ی آن بیشتر می شود که در اثر برخورد به هم از هم دورتر می شوند و فضای بیشتری را اشغال می کنند و بالعکس.