ماده چیست؟ – ویژگی ها و حالت ها به زبان ساده

ماده چیست؟

هر چیزی که فضا اشغال می‌کند و جرم دارد، ماده است. ماده معمولا در یکی از سه حالت جامد، مایع یا گاز قرار می‌گیرد. بین حالت‌های مختلف ماده، تنها جامدات هستند که دارای شکل و حجم مشخصی‌اند، در حالی که مایعات و گازها شکل ظرفی که در آن قرار دارند را به خود می‌گیرند. حالت ماده، یک خاصیت فیزیکی ماده محسوب می‌شود. مواد علاوه‌بر خواص فیزیکی، دارای خواص شیمیایی نیز هستند. بر اساس اجزای سازنده، مواد به سه گروه عنصر، ترکیب و مخلوط تقسیم می‌شوند.

چه چیزهایی ماده نیستند؟

در ادامه ابتدا با کوچک‌ترین بخش سازنده ماده آشنا می‌شویم. سپس با توجه به اجزای تشکیل‌دهنده‌ آن، تفاوت‌های دو گروه مهم از مواد یعنی «مواد مخلوط یا ناخالص» (Mixture Substance) و «مواد خالص» (Pure Substance) را توضیح می‌دهیم.

ماده
مخلوط		ماده خالص
مخلوط ناهمگن	مخلوط همگن	ترکیب	عنصر

اتم چیست؟

فیلم آموزش علوم‌ تجربی پایه هشتم شیمی در فرادرس

کلیک کنید

یادگیری ماده با فرادرس برای دانش‌آموزان

اگر دانش‌آموز هستید و به دنبال این هستید که بدانید ماده چیست، احتمالا در پایه‌های مختلف و به‌صورت پراکنده در کتاب‌های علوم تجربی، فیزیک یا شیمی بخش‌هایی از مباحث مربوط به ماده را فرا گرفته‌اید. در لیست زیر، بخشی از آموزش‌های مرتبط با مبحث ماده به‌ترتیب برای شما قرار داده شده است تا بتوانید راهنمای جامعی از تمام کتاب‌های درسی در این زمینه در اختیار داشته باشید. تماشای این فیلم‌های آموزشی تهیه شده در فرادرس، به شما در یادگیری و درک گسترده‌تر این مبحث کمک زیادی خواهد کرد:

1. فیلم آموزش علوم تجربی پایه هفتم فرادرس
2. فیلم آموزش علوم تجربی هشتم بخش شیمی فرادرس
3. فیلم آموزش علوم تجربی نهم بخش شیمی فرادرس
4. فیلم آموزش فیزیک دهم فرادرس
5. فیلم آموزش فیزیک دهم مرور و حل تمرین فرادرس
6. فیلم آموزش شیمی دهم فرادرس
7. فیلم آموزش شیمی دهم حل سوالات امتحانات نهایی فرادرس
8. فیلم آموزش شیمی دوازدهم فرادرس
9. فیلم آموزش شیمی دبیرستان نکته و حل تست کنکور فرادرس

ماده خالص چیست؟

تا اینجا یاد گرفتیم که ماده چیست و گفتیم می‌توانیم بر اساس اجزای تشکیل‌دهنده‌، مواد را به دو گروه مواد مخلوط و خالص طبقه‌بندی کنیم. مواد خالص شامل هر ماده‌ای می‌شوند که ترکیب ثابتی دارد و خواص مشابهی را در شرایط مشابه نشان می‌دهد. برای مثال دمای جوش در یک نقطه از ماده خالص با دمای جوش نقطه دیگر آن، برابر است. این مواد، در دو گروه «ترکیب» (Compound) و عنصر تقسیم‌بندی می‌شوند. 

همان‌طور که در شکل بالا مشخص است، عناصر و ترکیبات موادی هستند که در نوع اتم‌هایی که در داخل خود دارند، با هم متفاوت‌اند. عنصر از یک نوع اتم (اتم‌های سبز در شکل) ساخته شده است، در حالی که در یک ترکیب ممکن است دو یا چند نوع اتم (در شکل دو نوع اتم سبز و بنفش) وجود داشته باشد. در جدول زیر، مثال‌هایی از مواد خالص شامل ترکیب یا عنصر آورده شده‌اند:

عنصر چیست؟

عناصر مواد خالصی‌ هستند که قابل تجزیه به شکل ساده‌تر و کوچک‌تری از ماده نخواهند بود. در واقع این عناصر هستند که سایر انواع ماده را که در بخش‌های بعد خواهیم گفت، می‌سازند. همان‌طور که در بخش «اتم چیست» بیان کردیم، در یک عنصر، ماده فقط از یک نوع اتم ساخته شده است.

عناصر با هیچ روش شیمیایی یا فیزیکی، قابل جداسازی به ماده‌ای کوچک‌تر از خودشان نیستند. هر عنصر دارای خواص و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاصی است. برای مثال طلا یا کربن عنصر‌ محسوب می‌شوند. تاکنون ۱۱۸ عنصر کشف شده است که ۹۲ عدد از این عناصر، به‌طور طبیعی وجود دارند. مابقی عناصر ناپایداری هستند که در آزمایشگاه توسط عناصر طبیعی ساخته می‌شوند.

شکل بالا تفاوت عنصر و ترکیب را بهتر نشان می‌دهد. مجموعه‌ای از مولکول‌های هیدروژن که متشکل از یک نوع اتم هستند، عنصر محسوب می‌شوند. اما برای مثال یک قطره آب مجموعه‌ای است از مولکول‌های آب که در هر مولکول دو نوع اتم وجود دارد، اکسیژن و هیدروژن. پس آب یک ترکیب است نه عنصر.

جدول تناوبی عناصر

ترکیب چیست؟

یک ترکیب ماده خالصی است که شامل دو یا چند عنصر است، به گونه‌ای که این عناصر با هم پیوند شیمیایی دارند و دارای خواص ثابتی هم هستند. ترکیبات زمانی قابلیت جداسازی به عناصر تشکیل‌دهنده خود را دارند که از روش‌های شیمیایی خاصی برای این منظور استفاده شود. یک نمونه از این روش‌های شیمیایی که برای جداسازی عناصر تشکیل‌دهنده برخی ترکیبات استفاده می‌شود، «الکترولیز» (Electrolysis) است.

ماده مخلوط چیست؟

دیدیم ماده چیست و مواد خالص کدام مواد‌ را شامل می‌شوند. در این بخش یاد می‌گیریم مواد مخلوط که در طبیعت هم فراوان‌اند، چه نوع موادی هستند. هوا یک نمونه ماده مخلوط است. این مواد ترکیبی از دو یا چند ماده خالص هستند به گونه‌ای که هیچ‌ پیوند شیمیایی بین آن‌ها وجود ندارد. بنابراین اجزای چنین موادی با کمک گرفتن از روش‌های فیزیکی مثل فیلتر کردن یا بلورسازی، قابل جداسازی هستند. در حالی که ترکیب مواد مخلوط می‌تواند تغییر کند و در نتیجه خواص آن‌ها هم می‌تواند عوض شود، اما هر کدام از اجزای این مواد ترکیبات و خواص خود را همواره حفظ می‌کنند.

فیلم آموزش فیزیک پایه دهم 1 در فرادرس

کلیک کنید

مواد مخلوط به دو گروه مواد مخلوط «همگن» (Homogeneous) و «ناهمگن» (Heterogeneous) تقسیم می‌شوند که در ادامه این بخش، توضیح این دو گروه بیان شده است. اگر طبق شکل بالا به نحوه پراکندگی اتم‌ها در مواد همگن و ناهمگن دقت کنید، متوجه خواهید شد که در مواد همگن اتم‌های بنفش پراکندگی بیشتری دارند، اما در مواد ناهمگن اتم‌های بنفش در نواحی خاصی جمع شده‌اند.

اگر این تصویر را با تصویر ابتدای بخش «ماده خالص چیست» مقایسه کنید، واضح است که نحوه قرارگیری اتم‌های سبز و بنفش در یک ترکیب با این دو نوع ماده کاملا متفاوت است. در جدول زیر مثال‌هایی از انواع مواد مخلوط نمایش داده شده است:

مخلوط همگن چیست؟

مخلوط ناهمگن چیست؟

ویژگی‌های ماده چیست؟

پس از اینکه آموختیم ماده چیست و از چه اجزایی تشکیل‌ شده است، در این بخش قصد داریم با انواع خصوصیات یا ویژگی‌های ماده آشنا شویم. تمام مواد دارای خواص فیزیکی و شیمیایی هستند. اما هیچ دو ماده‌ای در شرایط یکسان دارای خواص فیزیکی و شیمیایی کاملا مشابهی نیستند. همین نکته باعث می‌شود که از خواص فیزیکی و شیمیایی مواد جهت شناسایی آن‌ها بتوانیم استفاده کنیم.

در جدول زیر به چند نمونه از خواص شیمیایی و فیزیکی برای مواد مختلف اشاره شده است:

خواص فیزیکی ماده چیست؟

آن خواصی از ماده که برای توصیف ماده بکار می‌روند و بدون تغییرات در ترکیب شیمیایی ماده قابل اندازه‌گیری و مشاهده‌اند، خواص فیزیکی ماده نام دارند. خواص فیزیکی ماده شامل رنگ، سختی، جرم، حجم، چگالی، نقطه ذوب، نقطه جوش، رسانایی الکتریکی و میزان حلالیت می‌شوند. نکته مهم در مورد خواص فیزیکی این است که شاید در این خواص ظاهر ماده تغییر کند، ولی ترکیب شیمیایی ماده عوض نمی‌شود.

فیلم آموزش ماده در فیزیک در فرادرس

کلیک کنید

در مورد عناصر، استفاده از خاصیت فیزیکی مثل رنگ چندان برای تشخیص و شناسایی آن‌ها از هم سودمند نیست. اما چگالی می‌تواند گزینه خوبی برای این هدف باشد. خاصیت فیزیکی دیگری که در مورد کاربرد عناصر مهم است، سختی است. برخی عناصر مانند طلا یا نقره سختی کمی دارند در حالی که عناصری مثل تیتانیوم (Ti) و تنگستن (W) سختی بالایی دارند. در مورد خاصیت سختی، کربن عنصر جالبی است. کربن اگر به شکل گرافیت باشد، خیلی نرم است اما در شکل الماسی خود، حدودا هفت برابر سخت‌تر می‌‌شود.

• خواص فیزیکی متمرکز: این خواص به مقدار ماده بستگی ندارند. برای مثال نقطه جوش آب همیشه ‎۱۰۰ °C است و فرقی ندارد نقطه جوش یک لیتر آب را بخواهیم بدانیم یا هزار لیتر آب. یا رنگ ید که همیشه ثابت است، مستقل از اینکه چقدر ید مدنظر باشد.
• خواص فیزیکی گسترده: این خواص به مقدار ماده بستگی دارند. مثلا حجم و جرم هر دو خواصی هستند که به مقدار ماده وابسته‌اند.

خواص شیمیایی ماده چیست؟

خواص شیمیایی ماده، بر اثر تغییر در ترکیبات ماده‌ حاصل می‌شوند. این تغییرات که از واکنش‌های شیمیایی ناشی شده‌اند، منجر به تشکیل یک ماده جدید می‌شوند. اشتعال‌پذیری، تجزیه، تخمیر، انفجار، پوسیدگی، میزان اسیدی بودن و حساسیت به خوردگی، معمولا نمونه‌هایی از خواص شیمیایی هستند. از خواص شیمیایی هم می‌توانیم برای تشخیص مواد استفاده کنیم. اما در مقایسه با استفاده از خواص فیزیکی، در این‌جا ماده بر اثر تغییرات شیمیایی رخ داده شده به ماده دیگری تبدیل خواهد شد و مشاهده خواص شیمیایی فقط در حین چنین فرآیندی امکان پذیر است.

ماده چند حالت‌ دارد؟

تا اینجا یاد گرفتیم که ماده چیست، چند نوع است و چه خواصی دارد. یک ماده در یک شرایط مشخص، فقط در یک حالت می‌تواند قرار داشته باشد. حالت‌های ماده شامل سه گروه مایع، جامد و گاز هستند. حالتی که برای هر ماده در هر لحظه از زمان مشاهده می‌کنیم، به عوامل مختلفی مثل دما و فشاری که ماده در آن قرار دارد، بستگی دارد. در دمای اتاق، اکثر مواد جامد هستند. در حالی که فقط برخی مواد آلی در دمای اتاق مایع‌اند و تنها تعداد کمی از مواد در این دما در دسته‌بندی گازها قرار می‌گیرند.

خلاصه‌ای از ویژگی‌های هر حالت ماده در جدول زیر بیان شده است:

جامد چیست؟

در شرایط استاندارد دمای اتاق، بیشتر فلزات مانند آهن و مس جامد هستند. اگر جیوه مایع را تا دمای انجمادش یعنی ‎-۳۹ °C سرد کنیم و در شرایطی که فشار مناسبی هم وجود داشته باشد، جیوه مایع به جامد تبدیل خواهد شد. اما در دمای اتاق، جیوه مجددا به حالت مایع خود بازمی‌گردد.

اجزای تشکیل‌دهنده جامدات معمولا در آرایه های سه بعدی و منظمی قرار می‌گیرند که «بلور» (Crystal) نامیده می‌شود. این آرایه‌های منظم گاهی قابل مشاهده‌اند. برای مثال کلرید سدیم یا نمک طعام، یک جامد بلوری است. اما در برخی از جامدات، به‌خصوص در مورد جامداتی که دارای مولکول‌های بزرگ هستند، چنین آرایه‌های منظمی وجود ندارد. ذرات تشکیل‌دهنده این جامدات به‌جای بلور، یک ساختار «بی‌شکل یا آمورف» (Amorphous) را می‌سازند. مثلا شیشه، یک جامد آمورف است.

مایع چیست؟

مایع حالتی از ماده است که در آن ماده حجم مشخص و تعریف شده‌ای دارد اما شکل‌ هندسی‌اش مشخص نیست. در واقع اگر مایعات داخل ظرفی ریخته شوند، پس از جاری شدن در ظرف شکل آن ظرف را به خود می‌گیرند. به همین دلیل است که می‌گوییم شکل مایعات مشخص نیست. اگر ذرات تشکیل‌دهنده ماده انرژی کافی برای غلبه بر برهم‌کنش‌های بین‌مولکولی داشته باشند، می‌توانند فاصله بیشتری از هم داشته باشند و در نتیجه اطراف هم آزادنه حرکت کنند یا روی هم سر بخورند. چنین وضعیتی در ماده، حالت مایع نام دارد و باعث می‌شود ماده شکل مشخصی نداشته باشد.

البته در یک مایع همچنان ذرات در تماس نزدیکی با هم قرار دارند، بنابراین مایع دارای حجم مشخصی است. در شرایط استاندارد دمای اتاق، آب، فلز جیوه و برم مایع هستند. فلز جیوه یک استثنا است، از این نظر که تنها فلزی است که در دمای اتاق در حالت مایع وجود دارد. اگر جیوه را تا دمای جوش آن یعنی دمای ‎۳۷ °C حرارت دهیم، در شرایط فشار مناسب جیوه مایع به حالت گاز تبدیل می‌شود.

گاز چیست؟

در مقایسه با دو حالت دیگر ماده، حجم و شکل گازها کاملا نامشخص است، چون ذرات تشکیل‌دهنده آن‌ها در حال حرکت‌اند. ذرات تشکیل‌دهنده گازها در مقایسه با جامدات، در فاصله خیلی خیلی دورتری از هم قرار دارند. این خاصیت موجب شده است تا گازها به راحتی فشرده شوند یا آن‌قدر منبسط شوند که یک ظرف خیلی بزرگ‌تر را بتوانند کاملا پر کنند.

درواقع اگر ذرات تشکیل‌دهنده ماده آن‌قدر انرژی داشته باشند که کاملا بر برهمکنش‌های بین مولکولی غلبه کنند، آن‌گاه این ذرات قادراند از هم جدا شوند و به‌صورت تصادفی در فضا حرکت کنند. چنین وضعیتی، توصیفی از حالت گازی است. معمولا تغییر حالت ماده از جامد به مایع، چندان روی حجم ماده تغییری ایجاد نمی‌کند. ولی تغییر حالت از مایع به گاز، با افزایش حجم قابل‌توجه ماده (۱۰۰۰ برابر یا بیشتر) همراه است.

برای اکثر موادی که در اطراف خود مشاهده می‌کنیم نشان دادن اینکه دارای جرم و حجم هستند تقریبا آسان است. اما در مورد برخی مواد مانند هوا، نشان دادن این دو خصوصیت ماده چندان آسان نیست. هوا یا عموم گازها قابل مشاهده با چشم انسان نیستند. معمولا جرم خیلی کوچکی در مقایسه با جامدات و مایعات دارند. همچنین همان‌طور که گفتیم گازها به آسانی قابلیت تغییر حجم دارند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود تا به راحتی متقاعد نشویم که گازها مثلا هوا هم ماده محسوب می‌شوند. در شرایط استاندارد دمای اتاق، اکسیژن، دی‌اکسیدکربن، آمونیاک و متان گاز هستند.

پلاسما، حالت چهارم ماده

تغییرات در ماده

تغییر شیمیایی در ماده

منظور از تغییر شیمیایی، همان تغییر در ترکیب شیمیایی ماده است. در این تغییر ماده اولیه‌ برای تشکیل ماده جدیدی استفاده می‌شود. ماده جدید ساخته شده، از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی با ماده اولیه‌ای که استفاده شده است کاملا فرق دارد. معمولا مواد خواص شیمیایی خود را زمانی که در معرض یک تغییر شیمیایی قرار بگیرند، نشان می‌دهند. یک مثال خوب برای تغییر شیمیایی، سوختن شمع است.

زمانی که یک تغییر شیمیایی رخ می‌دهد، امکان مشاهده اینکه آیا پیوندها شکسته شده‌اند یا پیوند جدیدی تشکیل شده است، وجود ندارد. اما یکی از نشانه‌هایی که می‌توانیم به‌عنوان احتمال رخ دادن یک تغییر شیمیایی در نظر بگیریم، تغییرات انرژی است. نشانه‌های دیگری مانند تغییرات دمایی، تابش نور، تغییرات رنگی غیرقابل انتظار، تشکیل حباب در برخی موارد بدون اینکه ماده به دمای جوش رسیده باشد و احساس بو یا طعم متفاوت، همه می‌توانند نشان‌دهنده رخ دادن یک تغییر شیمیایی باشند.

تغییر فیزیکی در ماده

تغییرات فیزیکی زمانی رخ می‌دهند که خواص فیزیکی یک ماده بدون تغییری در ترکیبات شیمیایی آن، عوض شوند. در واقع پس از اینکه یک تغییر فیزیکی اتفاق می‌افتد، ماده جدیدی ساخته نمی‌شود. به‌عنوان مرسوم‌ترین تغییرات فیزیکی، می‌توانیم به تغییرات آب از حالت مایع به حالت گاز یا جامد اشاره کنیم که طی آن مولکول‌های آب تغییری نمی‌کنند. در یک تغییر فیزیکی، پیوندی شکسته یا ایجاد نمی‌شود. در این تغییر تنها نحوه حرکت مولکول‌ها عوض می‌شود.

شش تغییر فیزیکی مرسوم شامل «ذوب» (Melting)، «انجماد» (Freezing)، «تبخیر» (Vaporization)، «میعان» (Condensation)، «تصعید» (Sublimation) و «چگالش» (Deposition) هستند. در واقع این شش تغییر فیزیکی، همان تغییر حالت‌های ماده محسوب می‌شوند. البته تغییرات فیزیکی‌ای وجود دارند که لزوما شامل تغییر حالت ماده نمی‌شوند. برای مثال انواع تغییر شکل فیزیکی مواد (برش، فرورفتگی یا کشش)، جداسازی یک مخلوط یا ساخت محلول‌های خاص، نمونه‌هایی از تغییرات فیزیکی به‌شمار می‌روند.

انواع تغییرات فیزیکی در دو گروه «برگشت‌پذیر» (Reversible) و «برگشت‌ناپذیر» (Irreversible) قرار داده شده‌اند. یخ ذوب شده قابلیت این را دارد که مجددا منجمد شود. پس ذوب، یک تغییر فیزیکی برگشت‌پذیر است. در واقع تمام تغییر حالت‌های ماده، تغییرات فیزیکی برگشت‌پذیر‌اند.

انواع تغییر حالت ماده

برای اینکه درک بهتری داشته باشیم که ماده چیست و چه خواصی دارد، لازم است با تغییر حالت‌های ماده کاملا آشنا باشیم. تغییر حالت در ماده زمانی اتفاق می‌افتد که ماده انرژی از دست بدهد یا انرژی جذب کند. اگر ماده انرژی جذب کند، مولکول‌ها و اتم‌های آن سریع‌تر حرکت خواهند کرد. در نتیجه، انرژی جنبشی ذرات تشکیل‌دهنده آن طوری زیاد می‌شود که ماده می‌تواند حالت خود را عوض کند. این انرژی معمولا گرما است. در کنار دما، فشار هم عامل دیگری است که می‌تواند روی تغییر حالت ماده اثرگذار باشد. اگر انرژی کافی برای تغییر حالت تامین شود، برای هر ماده‌ای در جهان امکان تغییر حالت وجود دارد.

نکته: دمایی که در آن یک تغییر حالت برای ماده رخ می‌دهد، برای مواد مختلف متفاوت است، چون قدرت پیوندهای بین‌مولکولی مواد با هم فرق دارد. همچنین این دما می‌تواند به فشار هم بستگی داشته باشد.

با در نظر گرفتن سه حالت جامد، مایع و گاز برای ماده و با انجام یک محاسبه ساده ریاضی، انتظار داریم شش تغییر حالت ممکن در طبیعت وجود داشته باشد. در این بخش می‌خواهیم این تغییر حالت‌های مختلف را توضیح دهیم.

انجماد

انجماد، تعییر حالت ماده از مایع به جامد است. اگر بخواهیم آب یخ بزند، آن را در محیطی با دمای پایین مانند فریزر قرار می‌دهیم. به این ترتیب، آب که دمای بالاتری از هوای داخل فریزر دارد، گرمای خود را به فریزر می‌دهد و با از دست دادن حرارت، سرد می‌شود. این انتقال حرارت آن‌قدر ادامه دارد تا زمانی که دیگر ذرات تشکیل‌دهنده آب نتوانند حرکت کنند. طبق تعریفی که در بخش‌های قبل برای حالت مایع و جامد داشتیم، می‌توانیم بگوییم با ثابت شدن تقریبی ذرات در جای خود، حالت ماده از مایع به جامد عوض شده است. چنین فرآیندی انجماد نام دارد و دمایی که در آن مایع به جامد تبدیل می‌شود، دمای انجماد یا نقطه انجماد نامیده می‌شود.

ذوب

ذوب، تغییر حالت ماده از جامد به مایع است. در واقع انجماد و ذوب دو تغییر حالتی هستند که عکس یکدیگر عمل می‌کنند. در شکل بالا مشاهده می‌کنید که این دو تغییر حالت عکس هم عمل می‌کنند. در ذوب ماده انرژی یا گرما دریافت می‌کند، در حالی که در انجماد، ماده انرژی یا دما از دست می‌دهد.

فرض کنید یخ‌های مرحله قبل را از فریزر خارج می‌کنیم. در محیط اتاق ذرات تشکیل‌دهنده یخ با جذب انرژی گرمایی از محیط اطراف بر نیروهایی که باعث محکم نگه داشتن آن‌ها سرجای خود شده است، غلبه می‌کنند. به این ترتیب ذرات از هم فاصله گرفته و با جذب انرژی گرمایی قادراند در فواصل دورتری از هم به اطراف حرکت کنند. بنابراین یخ به آب تبدیل شده است. چنین فرآیندی را ذوب می‌نامیم و دمایی که در آن تبدیل حالت جامد به مایع اتفاق می‌افتد، دمای ذوب یا نقطه ذوب نام دارد.

تبخیر

تبخیر، تغییر حالت ماده از مایع به گاز است. فرض کنید مقداری آب را روی حرارت قرار می‌دهید. حرارتی که از طریق اجاق گاز توسط مولکول‌های آب جذب می‌شود باعث خواهد شد انرژی جنبشی آن‌ها زیاد شود. در نتیجه ذرات تشکیل‌دهنده آب در فواصل خیلی دورتری از هم قرار می‌گیرند و به‌صورت تصادفی در تمام محیط ظرف پراکنده خواهند شد.

پس آب به بخار یا حالت گازی تبدیل شده است و به اصطلاح می‌گوییم آب به جوش آمده است. نشانه آب در حال جوشیدن، حباب‌های آبی است که روی سطح آب در ظرف ایجاد می‌شوند و با باز شدن درب ظرف، وارد محیط اطراف نیز خواهند شد. چنین فرآیندی تبخیر نام دارد. دمایی که در آن مایع به گاز تبدیل می‌شود یا دمایی که در آن مایع می‌جوشد، دمای جوش یا نقطه جوش نامیده می‌شود.

میعان

میعان، تغییر حالت ماده از گاز به مایع است. در واقع تبخیر و میعان دو تغییر حالتی هستند که عکس یکدیگر عمل می‌کنند. اگر یک دوش کاملا داغ در یک حمام در بسته را در نظر بگیرید، احتمالا مشاهده کرده‌اید که با بسته بودن درب حمام، در مدت کوتاهی قطرات آب روی آینه حمام تشکیل خواهند شد. در واقع ابتدا ذرات آب روی دوش داغ، تبخیر می‌شوند. سپس ذرات این بخار تشکیل شده، با آینه برخورد می‌کنند و چون دمای آینه پایین‌تر است، پس انرژی گرمایی خود را به آینه می‌دهند.

در واقع ذرات بخار، انرژی از دست خواهند داد و با کم شدن انرژی جنبشی، حرکت این ذرات در فواصل کوتاه‌تری نسبت به قبل انجام می‌شود، طوری که دیگر مانند ذرات یک گاز حرکت نمی‌کنند. بلکه دیگر تبدیل به مایع شده‌اند. بنابراین قطرات آب روی آینه تشکیل می‌شوند و چنین فرآیندی را میعان می‌نامیم. معمولا تشکیل قطرات آب روی شیشه بر اثر میعان را شبنم می‌نامند.

تصعید

تصعید یا فرازش، تغییر حالت ماده از جامد به گاز است. در این نوع تغییر حالت، نکته مهمی که در ابتدا به نظر می‌رسد وجود داشته باشد این است که در تبدیل جامد به گاز، ماده ابتدا باید از حالت مایع عبور کند. اما واقعیت این است که در مواردی جامدات می‌توانند به‌طور مستقیم به گاز تبدیل شوند. این فرآیند زمانی رخ می‌دهد که ذرات تشکیل‌دهنده جامد آن‌قدر انرژی دریافت می‌کنند که می‌توانند کاملا بر نیروهای جاذبه بین خود غلبه کنند. در نتیجه رفتاری مانند ذرات یک گاز دارند. یخ خشک (CO₂ جامد) نمونه‌ای از یک جامد است که طی فرآیند تصعید مستقیما به گاز تبدیل می‌شود.

چگالش

چگالش، تغییر حالت ماده از گاز به جامد است. در واقع تصعید و چگالش دو تغییر حالتی هستند که عکس یکدیگر عمل می‌کنند. همان‌طور که در مورد تصعید گفتیم، امکان تبدیل مستقیم حالت گاز به حالت جامد نیز در برخی موارد وجود دارد، بدون اینکه نیاز به گذر از حالت میانی به نام حالت مایع وجود داشته باشد. ایجاد برفک در یخچال، نمونه‌ای از فرآیند چگالش است.

تکمیل یادگیری ماده با فرادرس برای دانشجویان

در این مطلب آموختیم که ماده چیست و چه خصوصیاتی دارد. در این بخش لازم است اشاره کنیم که اگرچه تعریف ماده شاید در ابتدا ساده بنظر برسد، اما مباحث مطرح شده در مورد انواع مواد و ویژگی‌های آن‌ها در کنار تغییر حالت‌های مختلفی که برای مواد اتفاق می‌افتند، بسیار گسترده است. به‌ویژه همان‌طور که گفتیم امروزه از خصوصیات مواد مختلف، جهت شناسایی مواد و آنالیز آن‌ها در علم مواد استفاده می‌شود. چنانچه تمایل دارید فیلم‌های آموزشی پیشرفته‌تری در حوزه علم مواد یا شیمی مواد مشاهده کنید، می‌توانید از این عناوین فرادرس استفاده کنید:

1. فیلم آموزش شیمی عمومی فرادرس
2. فیلم آموزش رایگان آشنایی با انواع تغییرات فیزیکی فرادرس
3. فیلم آموزش علم مواد فرادرس
4. فیلم آموزش آنالیز پیشرفته مواد فرادرس
5. فیلم آموزش نانوشیمی فرادرس

آزمون ماده

اگر تمایل دارید میزان یادگیری خود در مورد این مطلب از مجله فرادرس را بیازمایید، می‌توانید به سوالات آزمون زیر پاسخ دهید. پس از پاسخ‌دهی، با کلیک روی بخش «دریافت نتیجه آزمون» می‌توانید نمره خود را مشاهده کنید.