حالة المادة تحت درجات حرارة عالية جداً مثل البرقمن المعروف أن المادة توجد في الطبيعة في أربع حالات أساسية، والمادة تهتم بدراسة سمات وخصائص كل كائن حي، حيث أن هذه المواد تتواجد في الطبيعة بأشكال كبيرة، وسيتحدث عنها موقع مرجعي في هذا المقال نعرّف المادة، ونسمي الحالة التي تكون بسرعة البرق عند درجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى تعريف حالة البلازما وعرض خصائصها، ونغطي محتوى خفيفاً عن حالات المادة.
شرط
تشكل المادة الكون المرئي وتتكون من جسيمات أولية تعرف بالكواركات واللبتونات. تجمع الكواركات بين البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. تشكل الذرات أحد عناصر الجدول الدوري، مثل الهيدروجين والأكسجين والحديد، كما تشكل جزيئات أخرى مثل جزيئات الماء في مجموعات. مجموعة كبيرة من الذرات أو الجزيئات التي تشكل المادة في الحياة اليومية.
تظهر المادة في عدد من الحالات حسب درجة الحرارة وظروف أخرى، ورغم أن الأفكار الأساسية حول المادة تعود إلى نيوتن، وقبل ذلك إلى الفلسفة الطبيعية لأرسطو، إلا أن فهمًا أكبر للمادة بدأ في الظهور في أوائل القرن العشرين.(1)
أنظر أيضا: مادة لها شكل محدد خاص بها
حالة المادة تحت درجات حرارة عالية جداً مثل البرق
وفي حالة البلازما، فإن المادة لها حجم وشكل متغير، وتحتوي بالإضافة إلى الذرات المحايدة، على عدد كبير من الأيونات والإلكترونات، وكلاهما يمكن أن يتحرك بحرية ودون قيود. ومن المعروف أن البلازما هي الشكل الأكثر شيوعًا للمادة المرئية في الكون، لذا فإن البلازما موصلة للكهرباء. وينتج مجالات مغناطيسية وتيارات كهربائية ويستجيب بقوة للقوى الكهرومغناطيسية. تسبح النوى موجبة الشحنة في كمية كبيرة من الإلكترونات المنفصلة، على غرار الطريقة التي توجد بها هذه الشحنات في المعدن الموصل. تضمن هذه الكمية الإلكترونية أن المادة الموجودة في حالة البلازما يمكنها توصيل الكهرباء. تظهر الأبحاث أن البرق والشرر والأضواء الكهربائية ومصابيح الفلورسنت وأضواء النيون وتلفزيونات البلازما وبعض أنواع اللهب والنجوم كلها أمثلة على المادة المضيئة في الغلاف الجوي. لذا فإن الإجابة على كون حالة المادة سريعة للغاية عند درجات الحرارة المرتفعة هي:(2)
- حالة البلازما.
أنظر أيضا: إنه تحويل المواد الخام الأولية إلى منتج أكثر فائدة للبشر
تعريف حالة البلازما وخصائصها
البلازما هي حالة من حالات المادة وتعتبر مجموعة فرعية من الغازات، لكن الحالتين تتصرفان بشكل مختلف تمامًا. ليس للبلازما شكل أو حجم ثابت، وهي أقل كثافة من المواد الصلبة أو السوائل. على عكس الغازات العادية، تتكون البلازما من ذرات تحتوي بعض أو كل الإلكترونات على نوى موجبة الشحنة تسمى الأيونات.(3)
أنظر أيضا: إحدى الطرق المستخدمة للحصول على المواد الصلبة من المحلول
حالات المادة
تتكون المادة من أربع حالات مختلفة. وسنذكر شرحاً مبسطاً لحالات المادة في النقاط التالية:(4)
- الحالة الصلبة: إن القوى بين الجزيئات قوية جدًا لدرجة أن الجزيئات لا تستطيع التحرك، ولكنها يمكن أن تهتز. على سبيل المثال، المادة الصلبة لها شكل ثابت ومحدد وحجم معين، والمواد الصلبة لا يمكن أن يتغير شكلها إلا بالقوة إذا انكسرت أو قطعت.
- الحالة الغازية: الغاز سائل قابل للضغط. لا يتوافق مع شكل الوعاء، بل يتمدد ليملأ الوعاء. ليس للغاز شكل أو حجم محدد، ولكنه يشغل كامل الوعاء الذي يُحتجز فيه.
- الحالة السائلة: وهو في الحالة السائلة غير قابل للانضغاط، ويتوافق شكله مع شكل الوعاء، ولكنه يحتفظ بحجم ثابت بغض النظر عن الضغط، ويكون الحجم نهائياً عندما تكون درجة الحرارة والضغط ثابتين.
- حالة البلازما: تسخين المادة إلى درجات حرارة عالية يؤدي إلى خروج الإلكترونات من الذرات، مما ينتج عنه إلكترونات حرة، عند درجات حرارة عالية جدًا مثل تلك الموجودة في النجوم.
أنظر أيضا: يمكن أن يزداد ضغط الغاز المحصور، الذي له حجم ثابت، مع زيادة درجة حرارته
وهنا نصل إلى خاتمة المقال حالة المادة تحت درجات حرارة عالية جدًا، مثل البرق، وكان محتواه يدور حول تعريف المادة، وذكر الحالة التي تكون بسرعة البرق عند درجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى تعريف حالة البلازما والتعبير عن خواصها، ومحتوى الضوء عن حالات المادة.
