إنها الدولة ذات أعلى طاقة.
إذا لم تكن قد سمعت عن نظرية الحركة الجزيئية للمادة ، فلابد أنك تتساءل عن الحالة التي لديها أعلى طاقة؟ أالحالة ذات أعلى طاقة هي الحالة الغازيةمن المعروف أن حالة المادة هي ثلاثة ، صلبة وسائلة وغازية ، وأن المادة تتكون من جسيمات تتحرك دائمًا ، ولكل جسيم طاقة ، وتتغير هذه الطاقة وفقًا لدرجة حرارة عينة المادة ، و على هذا الأساس ، يتم تحديد حالة المادة إذا كانت صلبة أو سائلة أو غازية ، ودرجة حرارة المادة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات ، عندما تتغير حركة الجسيمات ، قد تتغير حالة المادة يزداد متوسط المسافة بين الجسيمات عندما تنتقل تدريجياً من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة ، أو من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ، بين الجسيمات تسمى قوى الجذب ، وتصبح أقوى كلما اقتربت. بعضنا البعض ، والعكس صحيح ، ومن كل مما سبق ، نستنتج أن الجزيئات في المرحلة الصلبة لديها أقل كمية من الطاقة.
كيفية تغيير حالة المادة من أقل طاقة إلى أعلى طاقة
يمكننا استخدام الماء كمثال لعملية الانتقال من حالة الطاقة الأقل إلى أعلى حالة للطاقة ، حيث يمر الماء عبر جميع حالات المادة الثلاث. في الحالة الصلبة (الجليد) ، تمتلك جزيئات الماء القليل جدًا من الطاقة. وفي هذه الحالة ، ترتبط الجزيئات ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض في نمط منتظم يسمى الشبكة ، ولا يمكنها الابتعاد عن بعضها البعض ، إذا كشفنا عن الجليد باستخدام الحرارة تتحول إلى (ماء سائل) عن طريق تسخين طاقة الجزيئات. ويتغلب على قوى الجذب الجزيئي (الشبكة) ، مما يجعل الجزيئات قريبة من بعضها البعض ، وهذا هو سبب حركة السوائل في الماء السائل ، وأن الجزيئات في الحالة السائلة ، هناك حرية أكبر مما كانت عليه في الشبكة الصلبة إذا تم تسخين جزيئات الماء أكثر ، فإنها تدخل الحالة الغازية ، مما يعني أن الماء السائل سيدخل (بخار الماء). تحتوي جزيئات الغاز على طاقة أكبر ، كما أن القوى الجاذبة بين جزيئاتها ضعيفة جدًا بسبب المسافة بين الجزيئات.
يعتمد تحول المادة من حالة إلى أخرى على النظرية الحركية الجزيئية للمادة ، وتشرح النظرية الحركية الجزيئية للمادة كيف يمكن للمادة أن تتغير بين حالات المادة والحالات الصلبة والسائلة والغازية ، ويمكن أيضًا عرض هذه النظرية . من خلال عملية الانتشار ، والانتشار هو حركة الجزيئات من تركيز عالٍ إلى تركيز منخفض ، على سبيل المثال عند وضع قطرة من ملوِّن الطعام في الماء ، يمكنك رؤية اللون ينتشر ببطء عبر الماء ، إذا كانت المادة ليس هناك. مصنوعة من جزيئات ، ثم سنرى فقط مجموعة من الألوان ، لأنه لن تكون هناك وحدات محسوسة أصغر تتحرك ، تختلط بالماء.
أي ولاية لديها أقل طاقة
أنت تعلم بالفعل أن الحالة الغازية للمادة هي الحالة التي تتمتع بأعلى طاقة من حالات المادة الثلاث ، لأن قوى التجاذب بين جزيئاتها هي الأضعف بين الحالات الأخرى ، بسبب المسافة. من جزيئاتها ، وتتغير الجزيئات ، وتضعف قوى التجاذب نتيجة تعريض المادة للحرارة التي لها أقل طاقة؟ الحالة ذات أعلى قوة جذب بين جزيئاتها هي الحالة الصلبةعادة ما يوصف شيء ما بأنه صلب إذا كان يحتفظ بشكل معين ، ولا يمكن ضغطه ، والمواد الصلبة ذات كثافة عالية ، بسبب تقارب جزيئاتها ، إذا كنت جالسًا الآن على كرسي ، أمام جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، على الطاولة ، أو مكتب ، كلها صلبة.
المواد الصلبة الجزيئية هي مواد ترتبط جزيئاتها ببعضها البعض بواسطة قوى فان دير فال ، والتي تعتبر روابط ضعيفة تؤثر على خصائصها ، لذلك تميل إلى أن تكون لينة ، أو عرضة للتشوه ، ولها نقطة انصهار منخفضة ، أو متطايرة تقريبًا ، أو تتحول مباشرة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية. ، بدون تمرير السائل ، وهذه الخاصية غالبًا ما تعطي المواد رائحة مميزة ، وعلى الرغم من أن نقطة الانصهار المناسبة للمعادن والمواد الصلبة هي 1000 درجة مئوية ، فإن معظم المواد الصلبة الجزيئية تذوب عند درجة حرارة أقل من 300 درجة مئوية ، ولها أيضًا درجة حرارة نسبيًا. الروابط الجزيئية منخفضة الكثافة طويلة نسبيًا ، وبالتالي فهي ضعيفة ، وبسبب المسافات الطويلة بين الجزيئات وحياد شحنتها ، فإن المواد الصلبة الجزيئية هي عوازل كهربائية.
الحالة السائلة هي الحالة الوسطى بين الحالتين ، الصلبة والغازية ، ويمكن أن تكون الحالة التي تتوافق مع حالة المواد الصلبة الجزيئية ، والمسافة بين جزيئاتها ليست قريبة جدًا كما في المواد الصلبة ، وليست طويلة جدًا مثل gaseous. المواد ، والجزيئات السائلة لها القدرة على الحركة والانزلاق ، وأخذ المادة في هذه الحالة هي شكل الحاوية الموجودة بداخلها ، وهي أسهل للضغط من المواد الصلبة ، ولكن لا يزال من الصعب ضغطها ، و طاقة الحالة السائلة أعلى من طاقة الحالة الصلبة ، وأقل من طاقة الحالة الغازية.
الوصول إلى أعلى حالة طاقة من خلال التسخين
درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية للجسيمات في مادة ما ، ويتم قياسها بميزان حرارة ، أو باستخدام مستشعر درجة الحرارة للكشف عن درجة حرارة مادة ما. ) ، وكلفن ، المشار إليها بالرمز (K) ، لا تشير درجة الحرارة إلى الطاقة المخزنة في الجسم ، فالطاقة المخزنة في الجسم أو النظام تُقاس بالجول (J).
عندما يتم نقل الطاقة من خلال التدفئة ، يمكن أن تحدث عدة أشياء:
- قم بتغيير الطاقة المخزنة في النظام.
- تغيير الحالة الفيزيائية للنظام ، من الحالة الصلبة إلى السائلة ، ومن الحالة السائلة إلى الحالة الغازية.
- تحدث عدة تفاعلات كيميائية.
يعتمد التغيير في درجة حرارة النظام على عدة أشياء:
- كمية الطاقة الحرارية المنقولة إلى النظام.
- حظر المحتوى.
- طبيعة الموضوع.
الطاقة الحرارية المطلوبة لتغيير الحالة
- الحرارة الكامنة للانصهار.
- حرارة التبخر الكامنة.
تتطلب كل مادة أو كل حالة نسبة معينة من الطاقة الحرارية لتغيير حالتها ، ولكل مادة نوعان من درجات الحرارة الكامنة:
الحرارة الكامنة للانصهار: كمية الطاقة المطلوبة لتجميد أو إذابة مادة عند نقطة انصهارها.
الحرارة الكامنة لتبخير: كمية الطاقة المطلوبة لتبخر أو تكثيف مادة ما عند نقطة غليانها.
يتطلب غليان مادة ما طاقة أكثر من صهرها ، وبالتالي فإن الحرارة الكامنة لتبخير المادة تكون عادة أكبر من الحرارة الكامنة لانصهار المادة. كيلوغرام (KG) ، والحرارة الكامنة النوعية تقاس بالجول لكل كيلوغرام (J / Kg).