ما هو تأثير درجة الحرارة على حالات المادة؟

يمكن أن توجد المادة في حالة صلبة أو سائلة أو غازية ، ويمكن تحديد الحالة التي تكون فيها المادة بدرجة كبيرة من خلال درجة حرارتها. عندما يتم تجاوز حد معين لدرجة الحرارة ينفرد به كل مادة في الكون ، سينتج عن ذلك تغير في الطور ، ويغير حالة المادة. في ظل ظروف الضغط الثابت ، تكون درجة الحرارة هي المحدد الأساسي لمرحلة المادة. يسمح التباين في درجات الحرارة ومراحل أنواع مختلفة من المواد بتشغيل المحركات الحرارية والثلاجات.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

درجة الحرارة لها تأثير مباشر على ما إذا كانت المادة موجودة كمادة صلبة أو سائلة أو غازية. بشكل عام ، تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تحويل المواد الصلبة إلى سوائل والسوائل إلى غازات ؛ إن تقليله يحول الغازات إلى سوائل وسوائل إلى مواد صلبة.

في درجات الحرارة المنخفضة ، تنخفض الحركة الجزيئية وتكون المواد ذات طاقة داخلية أقل. سوف تستقر الذرات في حالات طاقة منخفضة بالنسبة لبعضها البعض وتتحرك قليلاً جدًا ، وهو ما يميز المادة الصلبة. مع ارتفاع درجات الحرارة ، يتم تطبيق طاقة حرارية إضافية على الأجزاء المكونة للمادة الصلبة ، مما يؤدي إلى حركة جزيئية إضافية. تبدأ الجزيئات في الدفع ضد بعضها البعض ويزداد الحجم الكلي للمادة. في هذه المرحلة ، دخلت المسألة الحالة السائلة. توجد الحالة الغازية عندما تمتص الجزيئات الكثير من الطاقة الحرارية بسبب ارتفاع درجات الحرارة بحيث تكون حرة في التحرك حول بعضها البعض بسرعات عالية.

تسمى النقطة التي تتعرض فيها المادة لدرجة حرارة معينة في ظل ظروف الضغط المستمر في تغيير طورها بعتبة تغيير الطور. عند درجة الحرارة هذه ، ستغير كل جزء من المادة المعرضة للحرارة حالتها. يحدث التحول من مادة صلبة إلى مادة سائلة عند نقطة الانصهار ، ويحدث الانتقال من سائل إلى غاز عند نقطة الغليان. على العكس من ذلك ، فإن لحظة التغيير من غاز إلى سائل هي نقطة التكثيف ويحدث التحول من سائل إلى صلب عند نقطة التجمد.

قد تخضع المادة لتغيير الطور من مادة صلبة إلى غاز أو من غاز إلى مادة صلبة إذا تغيرت درجة الحرارة التي تتعرض لها بسرعة كبيرة. إذا ارتفعت درجة الحرارة حول مادة صلبة بسرعة كبيرة ، فيمكن أن تتصاعد ، أو تتغير طورًا من مادة صلبة إلى غاز بدون وجودها كسائل. في الاتجاه المعاكس ، يمكن أن يخضع الغاز الذي يتم تبريده بشكل فائق فجأة لترسيب كامل.

إذا كان الضغط ثابتًا ، فإن حالة المادة ستعتمد كليًا على درجة الحرارة التي تتعرض لها. لهذا السبب ، يذوب الثلج إذا تم إخراجه من الفريزر ويغلي الماء من الإناء إذا تُرك في درجة حرارة عالية جدًا لفترة طويلة جدًا. درجة الحرارة هي مجرد قياس لمقدار الطاقة الحرارية الموجودة في المناطق المحيطة. عندما يتم وضع مادة في محيط بدرجة حرارة مختلفة ، يتم تبادل الحرارة بين المادة والمناطق المحيطة ، مما يؤدي إلى تحقيق درجة حرارة متوازنة. لذلك عندما يتعرض مكعب ثلج للحرارة ، تمتص جزيئات الماء الطاقة الحرارية من الغلاف الجوي المحيط وتبدأ في التحرك بقوة أكبر ، مما يتسبب في ذوبان جليد الماء في الماء السائل.