علم

ماده: خواص، مخلوط‌ها و تغییر فیزیکی در مقابل شیمیایی

ماده هر چیزی است که جرم دارد و فضا را اشغال می‌کند. شامل جامداتی است که می‌توانید نگه دارید، مایعاتی که می‌توانید بریزید و گازهایی که پخش می‌شوند و فضایی را پر می‌کنند. حالت‌های ماده فقط برچسب نیستند. آن‌ها توصیف می‌کنند که ذرات چگونه رفتار می‌کنند. در جامدات، ذرات به‌طور نزدیک بسته‌بندی شده و عمدتاً در جای خود می‌لرزند، که به جامدات کمک می‌کند شکل خود را حفظ کنند. در مایعات، ذرات هنوز نزدیک می‌مانند اما می‌توانند از کنار هم عبور کنند، که به مایعات اجازه می‌دهد جریان پیدا کنند. در گازها، ذرات آزادانه حرکت می‌کنند و پخش می‌شوند، به همین دلیل است که گازها می‌توانند اتاقی را پر کنند یا بادکنکی را باد کنند. فکر کردن به رفتار ذرات، ماده را کمتر مرموز و بیشتر قابل پیش‌بینی می‌کند.

ماده دارای خواصی است که به شما کمک می‌کند مواد را شناسایی کنید و آن‌ها را برای کارها انتخاب کنید. برخی خواص با حواس مشاهده می‌شوند، مانند رنگ، بافت، بو و درخشندگی. برخی دیگر اندازه‌گیری می‌شوند، مانند جرم، حجم، چگالی و دما. چگالی به توضیح شناوری و غرق شدن کمک می‌کند. دو جسم ممکن است اندازه یکسانی داشته باشند اما جرم یکسانی نداشته باشند. یک سنگ سنگین غرق می‌شود در حالی که یک تکه چوب خشک ممکن است شناور شود. برخی خواص به نحوه تعامل ماده با انرژی مربوط می‌شوند. فلزات اغلب گرما را به خوبی هدایت می‌کنند، که برای پخت و پز مفید است، اما اگر با بی‌احتیاطی دست زده شود، می‌تواند باعث سوختگی شود. برخی مواد برق را هدایت می‌کنند، در حالی که برخی دیگر عایق می‌کنند. این خواص طراحی ابزار، انتخاب‌های ساختمانی و قوانین ایمنی را شکل می‌دهند.

تغییرات در ماده می‌توانند به تغییرات فیزیکی و تغییرات شیمیایی گروه‌بندی شوند. تغییرات فیزیکی شکل، حالت یا آرایش را بدون ایجاد ماده جدید تغییر می‌دهند. ذوب یخ، انجماد آب، بریدن کاغذ، کشیدن لاستیک و حل کردن شکر در آب تغییرات فیزیکی هستند. تغییرات شیمیایی مواد جدیدی با خواص متفاوت ایجاد می‌کنند. سوختن چوب خاکستر و گازها ایجاد می‌کند. زنگ زمانی تشکیل می‌شود که آهن با اکسیژن و رطوبت واکنش می‌دهد. پخت و پز می‌تواند تغییرات شیمیایی ایجاد کند که طعم، بافت و ساختار را تغییر می‌دهد. تغییرات شیمیایی اغلب شامل تغییرات انرژی هستند، مانند گرمای آزاد شده توسط سوختن یا گرمای جذب شده در طول برخی واکنش‌ها. تفاوت کلیدی این است که تغییرات شیمیایی معمولاً با روش‌های ساده به سختی قابل برگشت هستند.

مخلوط‌ها ترکیبی از مواد هستند که به‌طور شیمیایی به ماده جدیدی متصل نشده‌اند. بسیاری از مواد روزانه مخلوط هستند: خاک، هوا، چای با شکر، سوپ، بتن و حتی بسیاری از فلزات مورد استفاده در ابزارها. مخلوط‌ها می‌توانند با استفاده از خواص مختلف جدا شوند. فیلتر کردن جامدات را از مایعات جدا می‌کند زمانی که ذرات بزرگتر از سوراخ‌های فیلتر هستند. ته‌نشینی ذرات سنگین‌تری را که با گذشت زمان غرق می‌شوند جدا می‌کند. الک کردن ذرات را بر اساس اندازه جدا می‌کند. تبخیر جامدات حل شده را از مایعات جدا می‌کند، مانند نمک از آب شور. تقطیر می‌تواند مایعات با نقاط جوش مختلف را جدا کند زمانی که می‌توانید بخارها را با ایمنی گرم و متراکم کنید. درک روش‌های جداسازی به تمیز کردن آب، پخت و پز، کشاورزی و حتی بازیافت کمک می‌کند.

گرما و دما به شدت بر ماده تأثیر می‌گذارند. گرمایش به‌طور کلی حرکت ذرات را افزایش می‌دهد، که می‌تواند باعث انبساط، ذوب، تبخیر و حل شدن سریع‌تر شود. خنک کردن ذرات را کند می‌کند، که می‌تواند باعث انقباض، تراکم و انجماد شود. این در زندگی واقعی مهم است. درپوش شیشه ممکن است پس از گرم شدن شل شود زیرا فلز کمی منبسط می‌شود. شبنم صبحگاهی زمانی تشکیل می‌شود که هوای گرم و مرطوب با سطحی خنک برخورد کند و بخار آب متراکم شود. جاده‌ها می‌توانند ترک بخورند زمانی که آب در شکاف‌های کوچک یخ می‌زند و منبسط می‌شود. مردم از این اثرات به‌طور عمدی هنگام پخت و پز، ذخیره غذا، خشک کردن محصولات و ساختن با موادی که باید تغییرات آب و هوایی را تحمل کنند، استفاده می‌کنند.

یادگیری ماده قدرت عملی است. به شما کمک می‌کند نتایج را پیش‌بینی کنید و از اشتباهات جلوگیری کنید. یاد می‌گیرید چرا برخی ظروف برای مایعات داغ ایمن هستند و برخی دیگر نیستند. یاد می‌گیرید چرا آب تمیز نیاز به فیلتر کردن مناسب و گاهی جوشاندن دارد. یاد می‌گیرید چرا برخی مواد در فضای باز بیشتر دوام می‌آورند. ماده فقط “چیز” نیست. این جعبه ابزار دنیای فیزیکی است و درک آن به مردم کمک می‌کند تا با ایمنی بیشتری بسازند، تعمیر کنند، بپزند، کشاورزی کنند و زندگی کنند.

آزمون ۱

آزمون ۲

آزمون ۳

آزمون ۴

آزمون ۵