| الحالة الصلبة تُعرّف الحالة الصلبة على أنّها حالة من حالات المواد الثلاث، والتي تنتج عندما تكون قوى التجاذب بين جزيئات المادة أكبر من قوى التنافر، ممّا يحافظ على بقاء هذه الجزيئات ثابتة في مكانها، وبالقرب من بعضها البعض، ولكنّ هذا لا يعني أنّ ذرات وجزيئات المادة الصلبة لا تتحرّك، بل إنّها تبقى في حركة دائمة بفعل الطاقة الاهتزازية التي تمتلكها، والتي تسبّب اهتزاز الجزيئات، ولكن في موضعها، ومن الجدير بالذكر أنّه كلّما زادت درجة حرارة المادة الصلبة زادت كمية الاهتزاز | الجسيمات بعيدة عن بعضها وتتحرك على شكل عشوائي وبثلاث اشكال للحركة: ذبذبة , دحرجة , ازاحة الشكل والحجم شكل وحجم ثابت شكل متغير بمعنى السائل ياخذ شكل الوعاء ولكن الحجم ثابت بسبب قوى التجاذب بين الجسيمات |
|---|---|
| الحالة السائلة يتم تعريف المادة السائلة على أنها تلك التي تحتفظ بحجمها دون الاحتفاظ بشكلها، حيث إنه عندما يتم سكب المادة السائلة في وعاء؛ فإنها تأخذ شكله مع الاحتفاظ بحجمها طالما لم تحدث عملية التبخر، وتعتبر هذه الخصائص بمثابة معايير يتم من خلالها تمييز المادة السائلة عن باقي المواد كالصلبة والغازية، فالمادة الصلبة تحتفظ بحجم وشكل ثابتين، بينما المادة الغازية لا تحتفظ لا بشكل ولا بحجم ثابتين | تكائف بوس آينشتاين استطاع العلماء صنع حالة جديدة من المادة في عام 1995م، وهي تكاثفات بوس أينشتاين بالإنجليزية: Bose-Einstein condensates ، حيث استطاع كلاً من كارل ويمان، وإريك كورنيل التوصل لذلك عن طريق استخدام مزيج من أشعة الليزر، والمغناطيس، فقاموا بتبريد عينة من الروبيديوم بالإنجليزية: rubidium إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق، مما يؤدي إلى تباطئ حركة الجزيئات بشكل كبير جداً لتصبح شبه معدومة، وتبدأ الذرات حينها بالتجمع معاً بسبب غياب الطاقة الحركيّة التي تنتقل من ذرة لأخرى، اتتشكّل ذرةً واحدةً ضخمة بدلاً من آلاف الذرات المنفصلة، ويتمّ استخدام هذه الحالة لدراسة ميكانيكا الكم على المستوى المجهري، إذ يبدو الضوء وكأنه يتوقف عندما يمرّ من خلال مكثّف بوس أينشتاين، جاعلاً دراسة التناقض بين الجسيمات والموجة ممكناً، وتستخدم هذه المكثّفات لمحاكاة الظروف التي قد تتواجد في الثقوب السوداء |
ويخفض درجة حرارة المادة في أي من صورها الثلاثة يؤدي بالتبعية الى العملية العكسية كزيادة الحرارة.
| والحالة الصلبة للمادة لها شكل ثابت وحجم محدد، ولا تأخذ شكل الإناء الموضوعة فيه | مؤرشف من في 03 أبريل 2020 |
|---|---|
| ففي الحالة الصلبة تكون الجزيئات مترابطة بقوة ومتراصة بشكل منتظم الى حد كبير بينما تكون الجزيئات في الحالة السائلة اكثر حرية في التحرك ولكن الى حد معين | البلازما بدأ العلماء في الآونة الأخيرة دراسة حالة عندما تتعرّض لدرجات حرارة وضغط عاليين جداً، وعادةً ما تتوفر هذه الظروف على سطح الشمس أو في الفضاء، فتبدأ الذرات بالتفككّ في هذه الظروف، ويتمّ نزع الإلكترونات من مدراها، مُخلفةً الأيونات ذات الشحنة الموجبة ورائها في الذرات، ويُسمى الخليط الناتج عن الذرات المتعادلة، والأيونات المشحونة، والإلكترونات الحرّة بالبلازما، والتي تحتوي على مجموعة من المميّزة التي جعلت العلماء يصنفونها على أنها الحالة الرابعة من المادة، كما تكون البلازما مائعة، مثل السائل أو الغاز، وقد تستجيب للقوى الكهربائيّة والمغناطيسية، وتولّدها نتيجةً لوجود الجسيمات المشحونة فيها، وتضم معادلات ميكانيكا السوائل، والتي سُميّت بمعادلات بولتزمان بالإنجليزية: Boltzman equations ، كلاً من القوى الكهربائية والمغناطيسية، وقوى السوائل العادية لمعادلات نافييه - ستوكس |
الحالة الصلبة تحتفظ المادة الصلبة بحجم وشكل ثابتين، حيث إنها تتكون من جسيمات متراصة بشكل كبير، مما يجعلها غير قادرة على الحركة إلا بشكل بسيط جداً، حيث تقتصر حركتها على اهتزاز بسيط للذرات في مكانها ناتج عن حركة الإلكترونات، لذلك عندما يتم وضع المادة الصلبة في وعاء فإنها لا تأخذ شكل الوعاء ولا حجمه، ولو تم ضغط المادة الصلبة بإحكام في وعاء؛ فإن حجمها لن يتغير أبداً تحت أي ظرف.
| السّوائل عالية الكثافة إلى حدّ ما، وليس هناك مساحات كبيرة بين الجزيئات | ما هي حالات المادة ؟ كما علمنا هذا شكل آخر يوضح لنا حالات المادة وهي الحالات الثلاث غازية — سائلة — صلبة انفوجرافيك علوم عن حالات المادة كما ترى هنا إن جزيئات المادة الصلبة تكون أكثر ترابطًا عنها من السائلة والغازية مثل الثلج يصبح جامد بين يديك |
|---|---|
| عند تحرير هذه الكواركات من القوى التي تربطها ببعضها البعض عند كثافة ودرجات حرارة مرتفعة، فإنّ هذه الكواركات تمرّ بأطوارٍ مختلفة من المادة يُطلق عليها اسم مادة الكوارك | تتكوّن بالأساس من جُسيماتٍ عالية الشُحنة الكهربائيّة، كما أنّها تمتلك طاقةً حركيّةً كبيرةً جدًا، وغالبًا ما تُستخدم الغازات النبيلة الخاملة لصُنع البلازما على الأرض |
فعند تعريض المادة في صورتها الصلبة للحرارة، فإن تذبذب وحركة الجزيئات يزداد لحد كبير، بدرجة تجعل الجزيئات تبدأ في الابتعاد عن بعضها ويصبح ترتيبها وطاقتها بالصورة التي تجعل المادة الصلبة تتحول الى الحالة السائلة.
21