الدرس الأول : المادة وخواصها

الوحدة الأولى : المادة وتركيبها

     

الدرس الأول : المادة وخواصها

        

-       ما هى  المـــــــــادة ؟ :

       " هي كل ما له كتله وحجم "   أو  " هي كل ما له كتله ويشغل حيز من الفراغ "

-      * تختلف المواد في عدد من الخواص الفيزيائية وهى :

1- اللون والطعم والرائحة .                     2 - الكثافة .                                   3- درجة الانصهار .       

4 – درجة الغليان .                                 5 – الصلابة .                                6– التوصيل الكهربي .

7- التوصيل الحراري .   

-      * وتختلف المواد في عدد من الخواص الكيميائية مثل : النشاط الكيميائي .

-      الخواص الفيزيائية

-       أولاً : اللون والطعم والرائحة :

يمكن التمييز بين المواد المختلفة عن طريق اللون والطعم والرائحة فمثلا :

1- يمكن التمييز بين الحديد ، الفضة ، الذهب والنحاس عن طريق اللون .

2- يمكن التمييز بين ملح الطعام ، السكر والدقيق عن طريق الطعم .

3- يمكن التمييز بين زيت الطعام ، العطر والخل ( أو الطباشير والنفتالين ) عن طريق الرائحة .

-   ثانياً : المادة والكثافة :

 

أسأل نفسك ليه ؟ :- بعض الأشياء تطفو على سطح الماء والبعض الأخر يغوص في الماء .

   مثل : مسمار من الحديد ينغمر في الماء ، بينما تطفو قطعة الخشب وسبب ذلك يرجع إلى إختلاف الكثافة .

  * تعريف الكثافة :  "هي كتلة وحدة الحجوم من المادة "   أو   " هي كتلة 1سم3 من المادة "

   *  كيف تحسب الكثافة ؟ تحسب الكثافة بقسمة الكتلة بالجرامات على الحجم بالسنتيمترات المكعبة أي أن

الكثـــافة ( جم/سم³ )      =          

   * الكتلة :  هي مقدار ما يحتويه الجسم من مادة. - ووحدة قياس الكتلة هي الجرام ( جم) ، ويمكن تعيين الكتلة بإستخدام :       1- الميزان المعتاد                              2- الميزان الحساس .         

ý * الحجـــم :  هو مقدار الحيز الذي يشغله الجسم. - ووحدة قياس الحجم هي السنتيمتر المكعب ( سم3 ) ، ويمكن تعيين حجم السائل بإستخدام : المخبار المدرج .

  سؤال يهمك  ما معنى قولنا أن : كثافة الألومنيوم 2.7 جم/سم³ ؟

- هاتجاوب وتقول : معنى ذلك أن كتلة وحدة الحجوم ( السم المكعب الواحد ) من الألومنيوم تساوى 2.7 جم

  * تطبيقات حياتية على الكثافة :

1- المواد التى كثافتها أقل من الماء تطفو على سطحه و المواد التى كثافتها أكبر من الماء تغوص فيه .

2- عدم إستخدام الماء فى إطفاء حرائق البترول (علل ) : لأن كثافة زيت البترول أقل من كثافة الماء فيطفو على سطح الماء ويظل مشتعلا .

3- البالونات التى تحمل أعلاما وصورا وترتفع لأعلى فى الإحتفالات الكبرى : لأنها تكون مملوءة بغاز الهيدروجين أو الهيليوم لأنها غازات أقل كثافة من الهواء .

4- إستطاع أرشميدس إكتشاف تاج مصنوع من الذهب مخلوط بالنحاس : لأن الكثافة صفة مميزة للمادة ولذلك اختلفت كثافة الذهب المخلوط بالنحاس عن كثافة الذهب النقى .

الكثافة جم/سم3	المادة	الكثافة جم/سم3	المادة
1	الماء	7.85	الحديد
1.26	الجلسرين	11.37	الرصاص
0.39	البنزين	0.00129	الهواء
0.8	الكحول	2.7	الألمونيوم

-  * ملحوظة هامة :

1)    نلاحظ من الجدول السابق أن الكثافة تختلف من مادة لأخرى ، وبالتالي فإن الحجوم المتساوية من تلك المواد لها كتل مختلفة ، والكتل المتساوية من تلك المواد لها حجوم مختلفة .

2)    الكثافة خاصية مميزة للمادة .

-       ثالثاً : المادة ودرجة الإنصهار :

ý   *درجة الانصهار : "هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة " .

ý   * نشاط لتوضيح إختلاف المواد عن بعضها في درجة الإنصهار :

- الخطوات :

1)    نحضر حمام مائي كالموضح بالشكل .

2)    ضع إناء مملوء بثلج مجروش في الحمام المائي .

3)    ضع الحمام المائي على اللهب وأنتظر فترة .

4)    عند بداية انصهار الثلج ابعد الحمام المائي عن اللهب وسجل قراءة الترمومتر .

5)    نكرر الخطوات السابقة مع وضع الشمع بدلا من الثلج .

6)    نسجل قراءة الترمومتر عند بداية إنصهار الشمع .

- الملاحظة : تختلف درجة إنصهار الثلج عن درجة انصهار الشمع .

- الإستنتاج : تختلف المواد عن بعضها في درجات إنصهارها .

·        بعضها درجة إنصهارها منخفضة ( مثل : الشمع والزبد والثلج ) .

·        وبعضها درجة إنصهاره مرتفعة ( مثل : الحديد والألمونيوم والنحاس وملح الطعام ) .

-   * تطبيقات حياتية على درجة الانصهار :

·           هام جدا  تصهر المعادن حتى :

1-    يسهل تشكيلها .                                                     

2-    يسهل خلطها لعمل سبائك منها :

·        سبيكة الذهب والنحاس : تستخدم في صناعة الحلي .

·        سبيكة النيكل كروم : تستخدم في صناعة  ملفات التسخين .

·        سبيكة الصلب الذي لا يصدأ أو الألومنيوم : تستخدم في صناعة أواني الطهي وذلك لارتفاع درجة إنصهارها.

-       رابعاً : المادة ودرجة الغليان :

ý    توجد المادة فى ثلاثة حالات وهى : الحالة الصلبة ،والحالة السائلة ،والحالة الغازية .

ý    تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بالتسخين وهو ما يعرف بعملية الغليان .

ý    * درجة الغليان :   "هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ".

ý    تطبيقات حياتية على درجة الغليان :

1.  يتم فصل مكونات زيت البترول عن بعضها تبعا لاختلاف درجه غليان كل منها ويستخدم في ذلك برج التقطير التجزيئي تبعاً لإختلاف درجة غليان كل مكون . 2.  تستخدم اواني الضغط (البريستو) في طهي الطعام بشكل سريع لانها مصممة بشكل يؤدي الي رفع الضغط بداخلها عن طريق منع ترسب بخار الماء ، فيتجمع فوق سطح السائل ، فيزيد الضغط وبالتالى ترتفع درجة غليانه فيتم طهي الطعام سريعاً .

§       خامساً : المادة والصلابة :

ý   تنقسم المواد من حيث الصلابة إلى :

1- مواد لينة في درجات الحرارة العادية ، مثل : المطاط .

2- مواد تحتاج إلى اكتساب طاقة حرارية بالتسخين لكي تلين ويسهل تشكيلها ، مثل : المعادن (الحديد والنحاس).

3- مواد لا تلين ولا تقبل التشكيل بالحرارة ، مثل : الفحم والكبريت .

§       سادساً : المادة والتوصيل الكهربي :

ý   وتنقسم المواد من حيث التوصيل الكهربى إلى :

(أ) مواد جيدة التوصيل للكهرباء : مثل :

1- المعادن بصفة عامة مثل : الحديد – النحاس – الألومنيوم .

2- بعض المحاليل مثل : الأحماض – القلويات – محاليل الأملاح – محلول كلوريد الهيدروجين في الماء .

(ب) مواد لا توصل الكهرباء : مثل :

1- الغازات : مثل : الأكسجين- الهيدروجين .

2- بعض المحاليل : مثل : محلول السكر في الماء – محلول كلوريد الهيدروجين في البنزين

3- بعض العناصر الصلبة مثل : الكبريت والفوسفور .

-       سابعاً : المادة والتوصيل الحراري :

-   تنقسم المواد من حيث التوصيل الحراري إلى :

1- مواد جيدة التوصيل للحرارة مثل : المعادن ( حديد ، نحاس ، ألومنيوم )

2- مواد رديئة التوصيل للحرارة مثل :  الخشب والبلاستيك .

ý   * تطبيقات حياتية على الصلابة والتوصيل الكهربي والتوصيل الحراري :

1- تستخدم أسياخ من الحديد في خرسانة المباني ولا تستخدم أسياخ من النحاس  

(علل) لأنها مادة عالية الصلابة .

2- تصنع أسلاك الكهرباء من النحاس أو الألومنيوم          

(علل) لأنها جيدة التوصيل للكهرباء .

3- تصنع أواني الطهي من الألومنيوم                   

(علل) لأنها جيدة التوصيل للحرارة .

4- تصنع مقابض أواني الطهي من الخشب أو البلاستيك          

(علل) لأنها رديئة التوصيل للحرارة .

5- يصنع مقبض المفك من البلاستيك أو الخشب في حين يصنع المفك نفسه من الحديد الصلب

(علل ) لأن البلاستيك أو الخشب من المواد العازلة بينما الحديد من المواد الموصلة للكهرباء .

-       الخواص الكيميائية

-       المادة والنشاط الكيميائي :

-  يقاس النشاط الكيميائي للمادة بدرجة تفاعلها مع الأكسجين وتختلف العناصر عن بعضها في النشاط الكيميائي وتنقسم إلى :

1- عناصر نشطة جدا كيميائياً : تتفاعل مع الأكسجين بمجرد تعرضها للهواء الرطب مثل : البوتاسيوم والصوديوم .

2- عناصر أقل نشاطاً : تتفاعل مع الأكسجين بعد فترة قد تصل إلى عدة أيام من تعرضها للهواء الرطب مثل : الحديد والألومنيوم والنحاس .

3- عناصر ضعيفة النشاط الكيميائي : تتفاعل بصعوبة مع الأكسجين عند تعرضها للهواء الرطب مثل : الفضة والذهب والبلاتين لذا تستخدم في:

 1- صناعة الحلــي .   2- طلاء وتغطية المواد القابلة للصدأ مثل الحديد لحمايتها من الصدأ والتآكل ومن أمثلة المواد المستخدمة في الطلاء الفضة والذهب والكروم والنيكل .

-   * تطبيقات حياتية على النشاط الكيميائي :

1- طلاء الكباري المعدنية وأعمدة الإنارة بين الحين والآخر لحمايتها من الصدأ .

2- تغطية قطع غيار السيارات بطبقة من الشحم لحمايتها من الصدأ .

3- غسل أواني الطهي المصنوعة من الألومنيوم بجسم خشن لإزالة طبقة أكسيد الألومنيوم المتكونة .

مراجعة على الدرس الأول

 

        · السؤال الأول : ضع علامة (صح ) أو  (خطأ)  أمام العبارات الآتية مع التصويب :

1)    كثافة المادة هي مقدار الكتلة في وحدة الحجوم .

2)    كرة حجمها 4 سنتيمتر مكعب وكتلتها 16 جراما فإن كثافتها تساوى 0.25 .

3)    يطفو الزيت فوق الماء وهذا دليل على أن كثافة الزيت أكبر من كثافة الماء .

4)    يمكن تعيين حجم مكعب من الخشب بمعرفة طول أحد أضلاعه .

5)    تتغير كثافة المادة بتغير درجة حرارتها .

6)    وحدة قياس الكتلة هي السنتيمتر المكعب .

7)    الحجوم المتساوية من المواد المختلفة لها كتل متساوية .

        · السؤال الثاني : أكمل العبارات الآتية :

1)    يستخدم المخبار المدرج في تقدير حجوم السوائل مثل .......................... والأجسام الصلبة المغمورة فى الماء مثل .......................... .

2)    الكثافة هي .......................... ويلزم لتعيينها تقدير كل من .......................... ، .......................... .

3)    حجم الجسم هو مقدار .......................... .

4)    وحدة قياس الكثافة .......................... بينما وحدة قياس القوة .......................... .

5)    كثافة الفلين 0.25 جم / سم3 والألمونيوم 2.7 جم / سم3 ، لذا يطفو .......................... فوق سطح الماء وينغمر .......................... فيه . 

6)    يستخدم الميزان الحساس فى تعيين .......................... والمخبار المدرج فى تعيين .......................... .

7)    وحدة قياس الحجوم هى ..........................، بينما وحدة قياس الكتلة هى .......................... .

8)    مقدار ما يحتوية الجسم من مادة يسمى .......................... .

        · السؤال الثالث : أكتب اسم المفهوم العلمى الدال على كل من العبارات الآتية :

1)    كتلة وحدة الحجوم من المادة .

2)    مقدار الحيز الذي يشغله الجسم من الفراغ .

3)    وحدة تقدير الكتلة .

4)    وحدة تقدير الكثافة .

5)    وحدة تقدير الحجم .

        · السؤال الرابع  : علل لما يأتي :

1)    تتغير كثافة المادة بتغير درجة حرارتها .

2)    يطفو الخشب فوق الماء بينما يغوص الحديد في الماء .

3)    كثافة المادة لا تتغير بتغير المكان .

4)    لا يمكن استخدام مخبار به كمية من الماء في تعيين حجم قطعة من السكر .

        · السؤال الخامس : ما المقصود بكل من :

1) حجم جسم .     2- كتلة جسم .      3- كثافة الحديد تساوى 7.8 جم/سم3.

        · مسائل :

1)    أوجد كثافة الألمونيوم باستخدام مكعب من الألمونيوم حجمه 64 سم³ وكتلته 172.8 جم ؟

2)    أوجد كثافة النحاس باستخدام مكعب من النحاس طول ضلعه 4 سم وكتلته 563.2 جم ؟

3)    قطعة من الحديد حجمها 50 سم³  وكتلتها 390 جم . أحسب كثافة الحديد ؟

4)  عند وضع قطعة من الألمونيوم غير منتظمة الشكل وتزن 27 جم في مخبار به ماء كان حجم القطعة والماء معا 35 سم³ ، فإذا كان حجم الماء في المخبار قبل وضع قطعة الألمونيوم هو 25 سم³ ، فما هي كثافة الألمونيوم ؟

5)  في تجربة لتعيين كثافة سائل وجد أن كتلة الكأس فارغة 80 جم ، وكتلتها وبها السائل هي 120 جم ، كما أن حجم السائل هو 20 سم³ ، أوجد كثافة السائل ؟

6)  عند تعيين حجم قطعة من النحاس غير منتظمة الشكل كان حجم الماء في المخبار قبل وضع الجسم 30 سم3 وبعد وضعه 50 سم³ . أحسب حجم وكتلة قطعة النحاس ؟ ( كثافة النحاس 8.8 جم / سم³ )

7)  أوجد كتلة متوازي مستطيلات من الرصاص طول ضلعة 15 سم ، وعرضه 8 سم وإرتفاعه 4 سم ، علما بأن كثافة الرصاص 11.37 جم / سم³

8)    أحسب كثافة قطعة من الحديد تشغل حيزا مقداره 10 سم³ وكتلتها 79 جم ؟

9)    في تجربة لتعيين الكثافة لسائل ما كان حجم السائل = 100 سم³ وكتلته = 125 جم أحسب كثافة  السائل؟

10)   قطعة من المعدن كتلتها 96 جم غمرت في مخبار مدرج به 70 سم3 من الماء فارتفع إلى 82 سم³  أحسب كثافة السائل ؟

11)   جسم كتلته 6 جرام ، وحجمه 12 سم³ – أوجد كثافته ، ثم بين هل يغوص في الماء أم يطفو ؟ ولماذا ؟

12)  في تجربة لتعيين كثافة مادة ما كان حجم الماء في المخبار 80 سم³ ، وحجم الماء بعد وضع المادة المراد قياسها 120 سم³ ، وكتلة المادة 200 جم . أحسب كثافة المادة ؟

13) فى تجربة لتعيين كثافة الفلين . إذا كان حجم الماء والغامر 100 سم³ وحجم الماء والفلين والغامر 140 سم³ وكتلة قطعة الفلين 10 جم . أحسب كثافة الفلين ؟

14)   أحسب كثافة معدن حجمة 18 سم3وكتلتة 27 جم ؟ وهل يطفو أم يغوص في الماء ؟

15)   قطعة زلط تزن 26 جم وحجمها 5 سم³ . إحسب كثافة الزلط ؟

16)   باستخدام ميزان حساس ومخبار مدرج كيف يمكنك تعيين كثافة قطعة من النحاس ؟

17)   قطعة حديد كتلتها 96 جم غمرت في مخبار مدرج به 80 سم³ ماء فإرتفع الماء إلى 92 سم³ . إحسب كثافة المعدن ؟

18)   في تجربة لتعيين كثافة قطعة من الزلط تم تسجيل البيانات التالية :

حجم الماء في المخبار المدرج 80 سم³ ، حجم الماء وقطعة الزلط المغمورة بة 120 سم³ ، كتلة قطعة الزلط 208 جم إحسب من ذلك كثافة قطعة الزلط ؟

zzz