ماده در فیزیک چیست؟ + ساختار و ویژگی‌ها (فیلم آموزش رایگان)

به‌ طور کلی به هر چیزی که در علم فیزیک دارای جرم و حجم باشد و مقداری از فضا را اشغال کند، ماده می‌گویند. منظور از جرم ماده، مقدار ماده تشکیل‌دهنده آن ماده است. منظور از حجم ماده، مقدار فضایی است که توسط آن ماده اشغال شده است. در واقع، جهان از ماده و انرژی تشکیل شده است. بنابراین هر چیزی که جرم و حجم نداشته باشد، نمی‌تواند به‌ عنوان ماده در نظر گرفته شود. مثلا انواع مختلف انرژی‌ها شامل صوت، نور، جاذبه و ... به‌ عنوان ماده محسوب نمی‌شوند. همچنین مفاهیمی مثل رویا یا احساس، همچنین زمان و ریزموج‌ها نمی‌توانند به‌ عنوان ماده در نظر گرفته شوند. یک ماده می‌تواند حالت‌های مختلفی داشته باشد. همچنین ماده طی فرایندهایی می‌تواند از حالتی به حالت دیگر تغییر یابد. ماده دارای حالت‌های مختلفی شامل جامد، مایع و گاز است. منظور از حالت ماده به‌ طور کلی خاصیت فیزیکی آن ماده است. جامدها موادی هستند که شکل و حجم مشخصی دارند. اما مایع‌ها و گازها شکل خاصی ندارند و فقط شکل ظرفی را که در آن قرار دارند به خود می‌گیرند. هر ماده از جزء کوچکی به نام اتم ساخته شده است. ساختار اتم‌ها به این شکل است که از دو ناحیه تشکیل می‌شوند. یکی از نواحی اتم‌ها هسته آن‌ها است. در واقع هسته در مرکز اتم قرار دارد و ذرات با بار مثبت که پروتون نامیده می‌شوند به‌اضافه ذرات بدون بار که نوترون نام دارند درون هسته قرار دارند. ناحیه دیگری که در اتم وجود دارد، ابر الکترونی است. این ابر دور هسته قرار دارد و الکترون‌ها با بار منفی در این ابر الکترونی به دور هسته می‌چرخند. مواد می‌توانند از یک نوع اتم یا چند نوع اتم تشکیل شوند. اگر ماده فقط از یک نوع اتم تشکیل شود، در این حالت به آن عنصر گفته می‌شود. هنگامی که دو یا چند اتم از طریق پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل شوند، در این حالت می‌گوییم یک مولکول تشکیل شده است. مواد مخلوط نیز به دو دسته مختلف مواد همگن و مواد ناهمگن تقسیم‌بندی می‌شوند. مواد همگن موادی هستند که ترکیب یکنواختی دارند و خواص یکسانی در بخش‌های مختلف آن وجود دارد. اما مواد ناهمگن موادی هستند که ترکیب غیریکنواختی دارند و در نقاط مختلف ماده خواص متفاوتی وجود دارد. ماده می‌تواند از شکلی به شکل دیگر تبدیل شود. علاوه بر این، تغییرات در ماده می‌تواند به شکل تغییر فیزیکی یا تغییر شیمیایی باشد. به تغییرات صورت‌گرفته در ترکیب شیمیایی یک ماده تغییر شیمیایی گفته می‌شود که در این حالت یک ماده جدید با خواص جدید ایجاد می‌شود. اگر خواص یک ماده بدون تغییر در ترکیب شیمیایی آن تغییر کند، در این حالت می‌گوییم تغییر فیزیکی رخ داده است. در این حالت ماده جدیدی ایجاد نمی‌شود. حالت‌های یک ماده نیز با جذب انرژی یا با از دست دادن انرژی می‌تواند تغییر کند. دمای تغییر حالت برای مواد مختلف مقدار متفاوتی دارد، زیرا میزان قدرت پیوندهای بین‌ مولکولی مواد مختلف نیز متفاوت است. تغییر حالت‌های ماده از طریق فرایندهای مختلف از جمله ذوب، انجماد، تبخیر، میعان، تصعید و چگالش انجام می‌شود. ماده می‌تواند از طریق فرایند چگالش از حالت گاز به جامد تبدیل شود. همچنین می‌تواند تحت فرایند انجماد از حالت مایع به جامد تغییر کند. در این آموزش برای درک کامل مباحث و موضوعات مربوطه می‌خواهیم با همدیگر با ماده در علم فیزیک آشنا شویم. بنابراین ماده و ویژگی‌های آن را معرفی و به ساختار و اجزای یک ماده اشاره می‌کنیم. در ادامه نحوه تغییر حالت‌های ماده و عوامل تاثیرگذار بر آن را توضیح می‌دهیم. در نهایت، تغییرات فیزیکی و شیمیایی مواد را بررسی خواهیم کرد.

فرادرس

ساره شفیعی