آموزش علوم تجربی سال هفتم فصل 4 متوسطه ی اول

shimi-1-f3

 

 

بیشتر مواد مورد استفاده در زندگی ما در طبیعت یافت نمی شوند؛ بلکه باید آنها را با انجام تغییرهای فیزیکی و شیمیایی در مواد طبیعی به دست آورد؛ برای نمونه: فلزهای آهن، آلومینیم و مس را از سنگ معدن آنها، شیشه را از ماسه ، سیمان را از سنگ آهک و پلاستیک را از نفت خام می سازند  چکش خوار بودن فلزها این امکان را می دهد تا آنها را به شکل های دلخواه در آوریم

tala

 

 

 

مواد در دماي معمولي به سه حالت جامد، مايع و گاز وجود دارند.

mavad

 

 

 

 

با تغييرات دما حالت مواد تغيير مي كند شما شاهد بسياري از اين تغيير حالتها در محيط ارطراف خود هستيد.

چکش خوار بودن فلز ها را با توجه به ساختار اتمی

chakosh

 

 

 

 

استحکام فلزها بیشتر از سایر مواد است. در نتیجه برای ساختن وسایلی که باید استحکام زیادی داشته باشند، از فلز ها استفاده می کنند. برای نمونه بدنهٔ خودروها، اسکلت های ساختمانی، پل ها، در و پنجره و وسایل ورزشی را با استفاده از فلزها می سازند.

استحکام: مقدار نیرویی که لازم است تا یک ماده در اثر کشیدن، گسسته یا بریده شود.یا میزان مقاومتی که یک ماده در برابر پاره شدن از خود نشان می دهد

چگالی فلزها با هم برابر نیستند. برای نمونه، چگالی طلا خیلی بیشتر از فولاد و چگالی فولاد نیز بیشتر از آلومینیم است. به همین دلیل فلز آلومینیم به یک فلز سبک شهرت دارد و برای ساختن اجسام محکم ولی سبک به کار می رود

 

هر وسیله، کاربرد معینی دارد. بنابراین هنگام ساختن وسایل، باید به ویژگی مواد سازندهٔ آن توجه کرد.

 

در ساختن یک وسیله، علاوه بر ویژگی های فیزیکی مواد، قیمت و فراوانی آنها نیز در انتخاب آنها اهمیت دارد. برای نمونه فلز آهن از سایر فلزها ارزان تر است .به همین دلیل این فلز کاربرد بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارد.

برای شناسایی مواد و پی بردن به ویژگی های آن ها دو روش وجود دارد:

مشاهده مستقیم: دراین روش رفتار و ویژگی ماده به صورت مستقیم بررسی می شود.

مشاهده­ غیرمستقیم: در این ­روش با مشاهده­ غیرمستقیم­ وانجام­ آزمایش­ها، ­اطلاعاتی ­ازخواص ­و ویژگی های مواد­ کسب ­ومی­توان ­آنها را شناسایی­کرد.دانشمندان به­ همین ­روش ­به ­وجود اتم ها وخواص­ آنها پی بردند.

124

 

 

 

 

 

 

بیشتر موادی که در زندگی روزمره استفاده می کنیم ، ترکیب هستند.

تعداد عناصر جهان در حالت طبیعی به حدود 90 عنصر می ­رسد و تمام ترکیب های موجود در جهان نیز از ترکیب 90 عنصر ساخته شده اند.

ویژگی های ماده:

  1. ماده ساختار ذره ای دارد .
  2. در میان ذره های سازنده ی ماده فضای خالی وجود دارد.
  3. ذرات سازنده ی ماده ،دائماً در حال حرکتند.
  4. ذرات سازنده ی ماده ،یکدیگر رامی ربایند .
  5. وقتی ماده ای را گرم کنیم ،جنبش ذرات آن افزایش و با سرد شدن جنبش ذرات آن­ کاهش می یابد.

موارد یادشده نظریه ی مولکولی راتشکیل داده و بسیاری ازرفتارهای ماده را می توان باآن توضیح داد.
مثال: درموادگازی شکل، فاصله ی بین ­ذره ها بیشتر از جامد ومایع است.پس می توان اتم ها یامولکول های گاز رابه یکدیگر نزدیک کرد وحجم آن راکاهش داد.یعنی گازها رابه راحتی می توان متراکم نمود.امانمی توان یک مایع یاجامد رابه آسانی و به مقدار زیاد متراکم کرد یعنی آن ها تقریباً تراکم ناپذیرند.

تأثیر گرما بر حجم مواد : در اثر گرم شدن مواد، انرژی جنبشی ذرات ماده بیشتر می شود و در نتیجه فاصله بین ذرات آن ها افزایش یافته و حجم ماده زیاد می شود . در این حالت می گوییم ماده منبسط شده است.

با فرض ­این که ­میزان ­گرما و حجم اولیه­ مواد یکسان باشد از مقایسه­ ی ­میزان ­انبساط در سه حالت ماده  نتیجه مقابل به ­دست می­آید :  

گازها > مایعات>جامدات فلزی>جامدات نافلز

خواص فلز ها را نیز می توان با افزودن یک یا چند مادهٔ شیمیایی به آنها، تغییر داد. در اثر این عمل خواص فلزها بهبود پیدا می کند، آلیاژها مواد جدیدی اند که اغلب از مخلوط کردن دو یا چند فلز به دست می آیند. برای این منظور فلز ها را ذوب و با هم مخلوط می کنند. در اثر این عمل، اتم های سازندهٔ آلیاژ، لابه لای یکدیگر پخش می شوند

آلیاژها ویژگی های جدیدی دارند؛ به طوری که، هرگاه مقدارکمی از فلز های مختلف یا کربن را به فلز آهن اضافه کنیم، انواع فولاد با ویژگی های متفاوت به دست می آید. برای نمونه، افزودن فلزهای کروم و نیکل به آهن سبب تولید مادهٔ جدیدی به نام فولاد زنگ نزن می شود که بسیار مقاوم و سخت تر از آهن است.

pc01

 

 

 

 

 

ذوب:

در جسم جامدي مانند آهن مولكول ها به هم نزديك، جنبش مولكول ها كم و جادبه بين آنها زياد است. اگر جسم جامد گرم شود جنبش و فاصله مولكول ها افزايش و ربايش آنها كم ميشود اگز جسم جامد به اندازه كافي گرم شود ربايش مولكول ها به اندازه اي كم مي شود كه مي توانند آزادانه حركت كنند در اين صورت جامد به مايع تبديل مي شود اين تغيير حالت ذوب ناميده مي شود.
به بيان ساده تر:

ذوب يعني تبديل جامد به مايع بر اثر گرما

و ياn2


از آنجا كه براي انجام اين تغيير حالت، گرما جذب مي شود به آن گرماگير گفته مي شود.


نقطه ذوب:

به دمايي گفته مي شود كه درآن دما جامد به مايع تبديل مي شود.
مثلاً يخ در دماي صفر درجه به مايع تبديل مي شود پس نقطه ذوب آن صفر درجه سانتي گراد است

 

pc02

 

 

 

 

 

 

سؤال : ذوب شدن آهن چه تفاوتي با ذوب شدن شيشه دارد؟

انجماد:

اگر مايعي به اندازه كافي سرد شود جنبش و فاصله مولكول ها كم و ربايش مولكول ها افزايش مي يابد تا جايي كه مولكول ها ديگر نمي توانند آزادانه حركت كنند در اين صورت مايع به جامد تبديل مي شود به اين تغيير حالت انجماد مي گويند.
انجماد يعني تبديل مايع به جامد

n4


از آنجا كه اين تغيير حالت با از دست دادن گرما همراه است آن را گرماده مي گويند.
در موادي كه نقطه ذوب معين دارند همواره

n5

مثلاً اگر نقطه ذوب آهن 1535درجه باشد نقطه انجماد آن هم 1535درجه خواهد بود.


اثر ناخالصي بر نقطه ذوب و انجماد

حتماً ديده ايد كه در زمستان بر سطح خيابان هاي يخ زده نمك مي پاشند.
و يا مخلوطي از آب و الكل به عنوان ضد يخ در رادياتور اتومبيل مي ريزند.
علت هر دو مورد بالا اين است كه:

pc03

 


تبخير :

تبديل مايع به بخار يا گاز را تبخير مي گويند.

n7

 

خشك شدن لباس، چروكيده شدن برگ درختان در گرما نمونه هايي از تبخير هستند.

pc04

 

 

 

 

 

 

جوشيدن:

هرچه مايع گرمتر شود سريعتر تبيخر مي شود. اگر گرم كردن مايع ادامه يابد مايع شروع به جوشيدن مي كند در هنگام جوشيدن در همه قسمت هاي مايع حبابهايي از بخار تشكيل مي شود.

 

p2

 

 

 


توجه داشته باشيد كه:

  1.  ناخالصي نقطه جوش را بالا ميبرد. يكي از مزاياي ضديخ در رادياتور هم همين است.
  2. در يك ظرف روباز دماي مايع از نقطه جوش بالاتر نمي رود بنابراين براي زودتر پخته شدن غذا شعله چراغ را زياد نكنيد
  3.  نقطه جوش به فشار هوا بستگي دارد(در مناطق كوهستاني نقطه جوش پايين تر است.)

انجام دهيد:

اندكي آب درون يك سرنگ وارد كنيد اكنون دهانه سرنگ را با انگشت محكم بگيريد و پيستون آن را به عقب بكشيد اگر كار را درست انجام دهيد خواهيد ديد كه آب درون سرنگ خواهد جوشيد.

p3

 

 

 

 

ظرف شيشه اي نشكن (پيركس) مانند ارلن را تا كمتر از نيمه آب كرده روي شعله حرارت دهيد تا آب درون آن به جوش آيد اكنون شعله را خاموش و دهانه ظرف را به چوب پنبه محكم ببنديد اگر ارلن را زير آب سرد بگيريد. و يا به بدنه آن يخ بماليد آب درون ارلن دوباره شروع به جوشيدن خواهد كرد و اين درحالي است كه دماي آب ارلن خيلي پايين تر از نقطه جوش است و جوشيدن آب در هر دو مورد بخاطر كاهش فشار هوا است.

تذكر: هرگز براي انجام اين آزمايش از بطريهاي شيشه اي معمولي استفاده نكنيد.

ميعان :

اگر بخار يا گاز به اندازه كافي سرد شود مولكول ها تا حدي به هم نزديك مي شوند كه بخار به مايع تبديل مي شود اين تغيير حالت ميعان نام دارد.
به بيان ديگر :ميعان يعني مايع شدن و يا تبديل بخار يا گاز به مايع

n9


تشكيل شبنم، مه، تشكيل ابر و بارش ، تشكيل قطرات آب برروي شيشه اي پنجره در زمستان نمونه هايي از عمل ميعان هستند.
ميعان هم مانند انجماد با از دست دادن گرما همراه است بنابراين گرماده محسوب مي شود.

بدنيست بدانيد كه:
اگر بخار آب موجود در هوا از حد معمول بيشتر باشد چنين هوايي را شرجي يا سيرشده يا اشباع مي نامند.
هواي شرجي گرمتر از حد معمول بنظر مي رسد زيرا عرقي كه بر سطح بدن تشكيل مي شود بسرعت تبخير نمي شود تا بدن خنك شود. سواحل شمالي و جنوبي ايران چنين هوايي دارند.

تصعيد:

به تبديل مستقيم جامد به گاز تصعيد مي گويند.

n10


بلورهاي يد، كافور و قرص هاي نفتالين اگر در ظروف روباز قرار گيرند بدون آنكه مايع شوند مستقيما به گاز تبديل مي شوند(ناپديد مي شوند) اين تغيير حالت ها نمونه هايي از عمل تصعيد هستند.
يخ خشك يا كربن دي اكسيد جامد هم كه از سرد و متراكم كردن گاز كربن دي اكسيد حاصل مي شود به سرعت به گاز تبديل مي شود(تصعيد) از اين ماده براي سرد كردن مواد و در صحنه هاي تئاتر براي تشكيل محيط مه آلود استفاده مي شود.

چگالش:

عكس عمل تصعيد است يعني تبدیل گاز به جامد


تشكيل برفك يخچال و تشكيل برف در آسمان نمونه هايي از عمل چگالش هستند.
برفك يخچال هنگامي تشكيل مي شود كه بخار آب حاصل از مواد غذايي و ميوه ها و سبزيجات درون يخچال به اطراف جايخي كه دماي آن كمتر از نقطه انجماد آب است برخورد كنند.

تغيير حالتها را بطور خلاصه در نمودار زير ببينيد.

p4

 

 

 

 

 

 

 

 

02-q

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *