فرادرسجامد چیست؟ — تعریف و انواع حالت جامد + مثال
هر چیزی در جهان، حتی من و شما، صندلی که بر روی آن می‌نشینیم، غذایی که می‌خوریم، نوشیدنی که می‌نوشیم، فضا را اشغال می‌کند که به آن ماده گفته می‌شود. به این نکته باید توجه داشته باشیم که هوایی که نفس می‌کشیم نیز فضا را اشغال می‌کند، اما آن را نمی‌بینیم. ماده حالت‌های مختلفی مانند جامد، مایع و گاز دارد. در این مطلب از مجله فرادرس به پرسش جامد چیست به زبان ساده پاسخ می‌دهیم. پس از آشنایی با مفهوم جامد، در مورد انواع جامد و ویژگی‌های آنها صحبت خواهیم کرد.
جامد چیست ؟
جامد یکی از حالت‌های ماده است. جامدها، همیشه شکل‌های مشخص و اندازه‌های مختلفی دارند. آنها می‌توانند نرم، زبر یا سخت باشند. اگر جسم جامد کوچک و سبک باشد، به راحتی می‌توانید آن را در دست خود نگه دارید.
ماده جامد شکل مشخص خود را دارد. با کمی دقت به اطراف خود مثال‌های مختلفی از مواد جامد را مشاهده خواهید کرد:
- لپ‌تاپ یا کامپیوتری که استفاده می‌کنید.
- ماشین یا اتوبوسی که در خیابان سوار می‌شوید.
- کفشی که می‌پوشید.
- کتابی که می‌خوانید یا کاغذی که بر روی آن می‌نویسید.
- مداد یا خودکاری که برای نوشتن استفاده می‌کنید.
- صندلی که بر روی آن می‌نشینید.
- لیوانی که داخل آن چای یا آب می‌نوشید.
- عینکی که به هنگام مطالعه استفاده می‌کنید.
- کلیدی که برای قفل کردن در خانه از آن استفاده می‌کنید.
ماده جامد، شکل و حجم مشخصی دارد. به مقدار ماده موجود، حجم آن ماده گفته می‌شود. برای آشنایی بهتر با مواد جامد آزمایش ساده زیر را انجام می‌دهیم.
آزمایش آشنایی با مواد جامد
برای این‌که یاد بگیرید جامد چیست می‌توانید آزمایش زیر را به‌آسانی در خانه انجام دهید. می‌دانیم ماده از سه حالت اصلی جامد، مایع و گاز تشکیل شده است. قبل از شروع آزمایش، کمی به اطراف خود دقت کنید. مواد جامد بسیاری، مانند خودکار، لباس، موبایل و عینک، را مشاهده خواهید کرد. پس از لمس این مواد متوجه می‌شوید که شکل آنها ثابت می‌ماند. شاید از خود بپرسید که چگونه می‌توان شکل ماده جامد را تغییر داد.
برای پاسخ به پرسش جامد چیست و پرسش مطرح شده، مواد زیر را انتخاب می‌کنیم:
- کاغذ
- گیره کاغذ
- بطری پلاستیکی
- فلفل
برای انجام این آزمایش ساده، به سه نکته زیر دقت کنید:
- مواد انتخاب شده را قبل و بعد از انجام آزمایش به دقت مشاهده کنید.
- عمل انجام شده برای تغییر اندازه، شکل یا بافت مواد داده شده را مشخص کنید.
- مشاهدات خود را یادداشت کنید.
برای راحتی کار و درک بهتر آزمایش جدولی به شکل زیر تهیه کنید.
| مواد | کار انجام شده | اثر/تغییر |
| کاغذ | ||
| گیره کاغذ | ||
| بطری پلاستیکی | ||
| فلفل |
آزمایش را با کاغذ شروع می‌کنیم. ابعاد کاغذ قبل از انجام آزمایش برابر ۲۰ در ۴۰ سانتی‌متر است. آن را با استفاده از قیچی به شکل مثلث‌های کوچکی می‌بریم.
در ادامه، گیره کاغذ را با استفاده از دست، باز می‌کنیم و آن را به شکل دلخواهی مانند قلب، درمی‌آوریم.
اکنون یکی از بطری‌های آب معدنی که مصرف کرده‌اید را انتخاب کنید و شکل ظاهری آن را با استفاده از یکی از روش‌های زیر، تغییر دهید:
- بطری پلاستیکی را زیر پای خود با تمام قدرت فشار دهید.
- بطری را بین دو دست خود با تمام قدرت فشار دهید.
همان‌طور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، شکل ظاهری بطری به طور کامل تغییر کرده است.
در پایان، دانه فلفل را با استفاده از هاون بکوبید و به شکل دانه‌های با اندازه بسیار کوچک‌تر درآورید. به هنگام کوبیدن دانه‌های فلفل بسیار مواظب باشید.
اکنون جدول داده شده در بالا را با پاسخ دادن به پرسش‌های مطرح شده در ادامه، کامل می‌کنیم.
کاغذ
- کاغذ را قیچی کردیم.
- آیا شکل کاغذ تغییر کرد؟ بله، کاغذ به مثلث‌های کوچک بریده شد.
- آیا اندازه کاغذ تغییر کرد؟ بله، اندازه آن کوچک‌تر شد.
گیره کاغذ
- گیره کاغذ را باز و آن را به شکل قلب درآوردیم.
- آیا شکل گیره تغییر کرد؟ بله، به شکل قلب درست شد.
- آیا اندازه گیره تغییر کرد؟ خیر، تنها به شکل متفاوتی در آمد.
بطری پلاستیکی
- بطری پلاستیکی از طریق فشردن به شکل دیگری در آمد.
- آیا شکل بطری پلاستیکی تغییر کرد؟ بله
- آیا اندازه بطری تغییر کرد؟ بله، اندازه آن کوچک‌تر شد.
- آیا بافت بطری تغییر کرد؟ بله
فلفل
- دانه‌های فلفل با استفاده از هاون کوبیده شدند.
- آیا اندازه دانه‌های فلفل تغییر کرد؟ بله، کوچک‌تر شدند.
- آیا شکل دانه‌های فلفل تغییر کرد؟ بله
با توجه به پرسش‌های پاسخ داده شده، جدول بالا به شکل زیر کامل می‌شود.
| مواد | کار انجام شده | اثر / تغییر |
| کاغذ | بریدن | شکل و اندازه |
| گیره کاغذ | خم کردن | شکل |
| بطری پلاستیکی | فشار دادن | شکل، اندازه و بافت |
| فلفل | خرد کردن | شکل و اندازه |
تغییر فیزیکی در جامد چیست ؟
اندازه، شکل و بافت مواد جامد را می‌توانیم با کارهای مختلف مانند فشردن یا بریدن، تغییر دهیم. به این نکته توجه داشته باشید که ماده جدیدی پس از تغییر شکل ماده جامد، تشکیل نخواهد شد. به این تغییر، تغییر فیزیکی گفته می‌شود.
تغیرات فیزیکی زیادی مانند کشیدن، فشردن و ذوب شدن وجود دارند که با استفاده از آنها می‌توان اندازه یا شکل ماده جامد را تغییر داد. شاید از خود بپرسید که ذوب شدن به چه معنا است. در ادامه، با انجام آزمایشی ساده، آن را توضیح خواهیم داد.
به طور قطع شکلات کاکائویی خورده‌اید و از طعم آن بسیار لذت برده‌اید. مقداری شکلات کاکائویی تخته‌ای را با استفاده از دست خرد کنید و آن را داخل ظرفی فلزی قرار دهید. ظرف را بر روی اجاق گاز بگذارید و شعله آن را روشن کنید. پس از گذشت مدت زمان مشخصی خواهید دید که تکه شکلات‌های سفت، نرم و روان شده‌اند. در واقع، شما با انجام این کار، شکلات را از حالت جامد به مایع تبدیل کرده‌اید که به آن ذوب شدن گفته می‌شود.
در این آزمایش ساده، اندازه و شکل مواد جامد مختلف را از طریق فشردن، بریدن، ذوب کردن یا خرد کردن، تغییر دادیم.
اکنون می‌توانیم به پرسش جامد چیست به زبان ساده پاسخ دهیم. همچنین، فهمیدیم که تغییر شکل در جامد چیست و این تغییر را با روش‌های مختلف فیزیکی بررسی کردیم. در ادامه، با انواع مواد جامد، ویژگی‌ها و چگونگی تشخیص آنها با یکدیگر آشنا خواهیم شد.
انواع مواد جامد چیست ؟
مواد جامد در حالت کلی به دو دسته آمورف (بینظم یا بیشکل) و بلوری (کریستالی) تقسیم میشوند. هنگامی که مایعی سرد شود، منجمد و جامدی بلوری را تشکیل می‌دهد. در جامدات بلوری، اتم‌ها، یون‌ها یا مولکول‌ها در الگوی تکرار شونده مشخصی قرار گرفته‌اند. اما همیشه این‌طور نخواهد بود. اگر مولکول‌های مایع به هنگام منجمد شدن نتوانند به صورت الگویی منظم کنار یکدیگر قرار بگیرند، به جامد تشکیل شده، جامد آمورف یا بینظم گفته می‌شود. ذرات داخل چنین جامدی فاقد ساختار منظم داخلی هستند و به صورت تصادفی مرتب شده‌اند.
همان‌طور که در تصویر فوق مشخص است، مولکول‌ها، اتم‌ها یا یون‌ها در جامد بلوری بر طبق الگویی منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. اما چیدمان ذرات در جامد بینظم، به طور کامل تصادفی است.
نیروهای بین مولکولی در جامدات بلوری یکسان هستند. این نوع جامدات ناهمسانگرد و دارای نقطه ذوب مشخصی هستند. الماس یکی از مهم‌ترین مثال‌های جامد بلوری است. در مقابل، نیروهای بین مولکولی در جامدات بیشکل یا آمورف یکسان نیستند. همچنین، فاصله بین هر دو ذره این نوع جامد، متغیر است. شکل هندسی مشخصی ندارند. جامدات آمورف به عنوان مایعات فوق سرد نیز شناخته میشوند و همسانگرد هستند. شیشه، یکی از مهم‌ترین مثال‌های جامد بینظم است. کاربردهای شیشه عبارت هستند از:
