هر چیزی که ما رو احاطه کرده، مثل هوا، غذا، آب، گیاهان، حیوانات، وسایل نقلیه، لباسها و … از ماده تشکیل شده. ماده مجموعهای از ذراته و شامل هر چیزیه که جرم داره و فضا رو اشغال میکنه. برای ماده سه حالت اساسی یعنی جامد، مایع و گاز وجود داره. این حالتهای ماده بهدلیل تغییرات در مولکولهای اون اتفاق میوفته. اندازه و شکل یک جسم جامد مشخصه. اما اگه در مورد دو حالت دیگه ماده یعنی مایع و گاز صحبت کنیم، باید بگیم که مایعات جریان دارن تا وقتی که شکل ظرف رو بگیرن و گازها هم پخش میشن تا وقتی که حجم موجود رو به طور کامل پر کنن. فرق اصلی بین مواد جامد، مایع و گاز توی خواص اونها نهفته شده که توی این مقاله از سایت دیفرتو قصد داریم به اونها بپردازیم تا بتونیم تفاوت جامد، مایع و گاز رو بهتر بشناسیم.
جامد (Solid) چیه؟
منظور ما از واژه جامد، مادهایه که ساختار صلب و محکمی داره و در برابر تغییر شکل و حجم مقاومه. اتمهای یک جامد به طور محکمی به هم متصل شدن و بهخوبی توی یک الگوی منظم قرار گرفتن. این الگوی محکم و منظم اجازه نمیده ذرات آزادانه از یک مکان به مکان دیگهای حرکت کنن. توی یک ماده جامد ذرات بهطور مداوم در جای خودشون ارتعاش و پیچش میکنن، اما هیچ حرکتی وجود نداره چون خیلی به همدیگه نزدیکن.
جاذبه بین مولکولی توی جامدات بیشترین مقداره، دلیلش اینه که شکل اونها ثابته و ذرات در جایی که قرار میگیرن، بدون تغییر ثابت میمانن. علاوه بر این، فشردهسازی جامد خیلی سخته، چون فضاهای بین مولکولهای یک ماده جامد خیلی کمه.
مایع (Liquid) چیه؟
یک ماده با امکان حرکت آزادانه و با حجم ثابت که قوام خوبی داره، مایع نامیده میشه. مایع نوعی ماده هست که به خودی خود شکل خاصی نداره ولی به شکل ظرفی درمیاد که توی اون نگهداری میشه. مایعات حاوی ذرات کوچکی هستن که توسط پیوندهای بین مولکولی محکم در کنار هم قرار گرفتن. یکی از ویژگیهای منحصربهفرد مایعات کشش سطحیه اونهاس، پدیدهای که باعث میشه ماده سیال، حداقل مساحت سطح رو داشته باشه.
فشردهسازی مایع بهدلیل فاصله کم بین ذرات اون تقریباً دشواره. ذرات توی مایعات از فاصله نزدیکی به هم متصلن پس مقاومت خوبی دارن، اما نه به اون محکمی که در مورد جامدات وجود داره. پس این حالت اجازه میده تا اتمهای مایع به اطراف حرکت کنن و با همدیگه مخلوط بشن.
گاز (Gas) چیه؟
گاز بهعنوان حالتی از ماده تعریف میشه که آزادانه در همه جهات پخش میشه و کل فضای موجود رو بدون توجه به حجم اون پر میکنه. گازها از ذراتی تشکیل شدن که شکل و حجم خاصی ندارن. ذرات گاز میتونن اتمهای منفرد یا مولکولهای عنصری یا مولکولهای مرکب باشن.
توی گازها، مولکولها آزادانه حرکت میکنن، پس فضای زیادی بین مولکولهای اون برای حرکت آزادانه و دائمی وجود داره. با توجه به این ویژگی، گاز قابلیت پرکردن هر ظرفی رو داره و همچنین به راحتی میتونیم اون رو فشرده کنیم.
فرق بین جامد، مایع و گاز چیه؟
تفاوت بین جامد، مایع و گاز رو میتونیم براساس دلایل زیر برای شما مشخص کنیم:
- مادهای که سفتی ساختاری و شکل محکمی داشته باشه و به راحتی قابل تغییر نباشه جامد میگن. سیال آب مانندی که آزادانه جریان داره و حجم مشخصی داره اما شکل دائمی نداره، مایع میگن. گاز هم به حالتی از ماده میگن که هیچ شکلی نداره، اما مطابق با شکل ظرفیه که توی اون قرار میگیره حالا میخواد هر حجمی داشته باشه.
- در حالی که جامدات هم شکل و هم حجم خاصی دارن، اما مایعات فقط حجم مشخصی دارن و شکل ندارن، گازها هم نه شکل دارن و نه حجم مشخص.
- سطح انرژی توی گازها بالاترینه، در مایعات متوسطه و توی جامدات کمترین میزانه.
- فشردهسازی جامدات دشواره، برای مایعات کمی راحتتره و تقریبا غیر قابل تراکم هستن، اما گازها رو میتونیم بهراحتی فشرده کنیم.
- آرایش مولکولی جامدات منظم و نزدیک به همه، اما مایعات آرایش مولکولی نامنظم و پراکنده دارن و گازها هم آرایش مولکولی تصادفی و پراکندهتر از مایعات دارن.
- آرایش مولکولی توی جامدات به خوبی مرتب شده. ولی در مورد مایعات، لایههای مولکولها روی هم میلغزن و جابجا میشن. در مقابل اتمهای موجود توی گازها اصلاً مرتب نمیشن، به همین دلیل توی گازها ذرات بهطور تصادفی حرکت میکنن.
- وقتی صحبت از سیالیت میشه، جامدات نمیتونن جریان داشته باشن، ولی مایعات میتونن جریان داشته باشن و همچنین از ارتفاع بالاتر به ارتفاع پایینتر جاری میشن. در مقابل گازها در همه جهات جریان دارن و ارتفاع خاصی هم لازم نداره.
- توی جامدات، ذرات توسط جاذبه بین مولکولی قوی محکم کنار هم نگه داشته میشن، ولی توی مایعات جاذبه بین ذرات متوسطه. در مقابل توی گازها ذرات به راحتی جابجا میشن چون جاذبه بین مولکولی بهخاطر فاصله زیاد خیلی ضعیفه.
- سرعت صوت توی جامدات بالاترین سرعت رو داره، درحالیکه سرعت صوت توی مایعات کمی کندتره و توی گازها به حداقل مقدار میرسه.
جدول تفاوت جامد، مایع و گاز
توی جدول مقایسهای زیر این ویژگیها رو یکجا جمع کردیم تا درک این تفاوتها برای شما راحتتر بشه:
| مبنای مقایسه | جامد | مایع | گاز |
| تعریف | جامد به شکلی از ماده اطلاق میشه که ساختاری سفت و شکل محکمی داره و به راحتی قابل تغییر نیست. | مایع مادهایه که آزادانه جریان داره، حجم مشخصی داره اما شکل دائمی و ثابتی نداره. | گاز به حالتی از ماده اطلاق میشه که هیچ شکلی نداره، اما معمولا مطابق با شکل ظرفیه که توی اون قرار میگیره. |
| شکل و حجم | ثابت | شکل ثابتی نداره اما حجم داره. | نه شکل مشخص و نه حجم داره. |
| سطح انرژی | پایینترین سطح انرژی رو داره | سطح انرژی متوسطی رو داره | بالاترین سطح انرژی رو داره |
| امکان تراکمپذیری | سخته | تقریبا سخته | آسونه |
| ترتیب مولکولها | منظم و مرتب شده هستن. | ساختار تصادفی و کمتر مرتب شده هستن. | ساختار تصادفی و بهصورت پراکندهتر مرتب شدن. |
| سیالیت | نمیتونه جریان داشته باشه | از ارتفاع بالاتر به پایینتر جریان داره. | در همه جهات جریان داره. |
| حرکت مولکولی | ناچیز | براونی | آزاد، نامنظم و تصادفی. |
| فضای بین مولکولی | خیلی کم | متوسط | زیاد |
| جاذبه بین مولکولی | بیشترین | متوسط | کمترین |
| سرعت صوت | سریعترین | سریعتر از گاز اما کندتر از جامد | پایینترین در بین همه |
| فضایی برای نگهداری | برای نگهداری نیازی به ظرف نداره. | بدون ظرف قابل نگهداری نیست. | برای نگهداری به ظرف دربسته نیاز داره. |
تغییر حالت ماده به جامد، مایع و گاز چطوریه؟
ماده موقع گرم شدن یا سرد شدن از حالتی به حالت دیگه تغییر میکنه و تحت تغییرات فیزیکی قرار میگیره. به همین خاطر در زیر بعضی از این فرایندها رو نوشتیم که از طریق اونها میشه حالت ماده رو تغییر داد:
- ذوب: فرایند تبدیل جامد به مایع.
- انجماد: فرایندی که به تبدیل مایع به جامد کمک میکنه.
- تبخیر: فرایندی که برای تبدیل مایع به گاز استفاده میشه.
- میعان: فرایندیه که توی اون گاز به مایع تبدیل میشه.
- تصعید: وقتی که جامد به گاز تبدیل میشه رو تصعید میگن.
- چگالش: فرایندیه که از طریق اون گاز به جامد تبدیل میشه.
جمعبندی
این سه حالت، سه واقعیته زندگی ما هستن که هر روز با اونها سروکار داریم. پس چه بهتر که اونها رو کامل بشناسیم و بدونیم تفاوت جام، مایع و گاز چیه. توی این مقاله یاد گرفتیم که ماده در سه حالت وجود داره یعنی جامد، مایع و گاز. علاوه بر این فهمیدیم که حالتهای ماده قابل تعویضه، یعنی میتونیم به هم تبدیلشون کنیم و میدونیم که برای این تغییر شکل کافیه اونها رو تحت دما یا فشار خاصی قرار بدیم.
به نظر شما فرق جامد، مایع و گاز که در این مقاله توضیح داده شد، درست بوده؟ اگر شما اطلاعات بیشتری از تفاوت جامد، مایع و گاز میدونید یا فکر میکنید تعریف دقیقتری وجود داره، حتما در بخش نظرات، برای ما ارسال کنید تا مقاله رو اصلاح و تکمیل کنیم.
منابع: