الحجم هو خاصية فيزيائية للمادة. يشير إلى مقدار المساحة التي يشغلها جسم أو مادة ويمكن قياسها دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة. الخصائص الفيزيائية هي الخصائص التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون التسبب في تغيرات كيميائية.
حسنًا، كانت تلك مجرد إجابة بسيطة. ولكن هناك بعض الأشياء الإضافية التي يجب معرفتها حول هذا الموضوع والتي ستجعل مفهومك واضحًا للغاية.
لذلك دعونا ننتقل مباشرة إلى ذلك.
الوجبات السريعة الرئيسية: هل الحجم خاصية فيزيائية أم كيميائية؟
- الحجم هو خاصية فيزيائية للمادة يمكن قياسها دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة.
- الحجم مستقل عن كمية المادة ويرتبط بالترتيب المكاني وتعبئة الجسيمات.
- يتم قياس الحجم بشكل مختلف بالنسبة للأجسام الصلبة والسوائل والغازات باستخدام تقنيات وأدوات مختلفة خاصة بكل حالة من حالات المادة.
لماذا يعتبر الحجم خاصية فيزيائية؟
يعتبر الحجم خاصية فيزيائية لأنه خاصية للمادة يمكن قياسها أو ملاحظتها دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة. الخصائص الفيزيائية هي تلك التي تصف حالة المادة أو حالتها دون تغيير هويتها.
فيما يلي بعض النقاط الأساسية التي توضح سبب كون الحجم خاصية فيزيائية:
- قابلية القياس: يمكن قياس الحجم باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات القياس، مثل استخدام أسطوانة مدرجة للسوائل أو قياس أبعاد جسم ما لحساب حجمه. نظرًا لأنه قابل للقياس، فيمكن التعبير عنه باستخدام وحدات محددة مثل اللتر، والمتر المكعب، والبوصة المكعبة، وما إلى ذلك.
- الاستقلال الكمي: يظل حجم المادة كما هو، بغض النظر عن كمية المادة الموجودة. على سبيل المثال، سيشغل لتر من الماء نفس حجم لتر من عصير البطيخ، على الرغم من أن كتلتها أو تركيباتها قد تكون مختلفة.
- القياس غير المدمر: تحديد حجم المادة لا يغير التركيب الكيميائي للمادة أو خصائصها. يمكنك قياس حجم جسم أو عينة من المادة دون إحداث تغييرات كيميائية فيها.
- أساس الخصائص الأخرى: يرتبط الحجم بخصائص فيزيائية أخرى، مثل الكثافة. الكثافة هي كتلة المادة لكل وحدة حجم. يعد فهم حجم المادة أمرًا ضروريًا لمختلف الحسابات العلمية والهندسية.
- الوحدات القياسية: يتم التعبير عن الحجم باستخدام الوحدات القياسية في النظام الدولي للوحدات (SI)، مما يجعله مفهومًا أساسيًا في الفيزياء والتخصصات العلمية الأخرى.
وبسبب هذه الخصائص، يتم تصنيف الحجم كخاصية فيزيائية، والتي تميزه عن الخواص الكيميائية، التي تنطوي على تغييرات في التركيب الكيميائي أو سلوك المادة.
لماذا الحجم ليس خاصية كيميائية؟
الحجم ليس خاصية كيميائية لأنه خاصية مجهرية تعتمد على الترتيب الفيزيائي وتعبئة الجزيئات أو الذرات في المادة، بدلا من تركيبها الجزيئي أو الذري الداخلي أو تركيبها الكيميائي.
الخصائص الكيميائية متأصلة في التركيب الكيميائي المحدد وبنية المادة، وتحدد كيفية خضوعها للتفاعلات الكيميائية، أو تفاعلها مع المواد الأخرى، أو تغيير هويتها الكيميائية.
يتم ملاحظة هذه الخصائص على المستوى الجزيئي أو الذري ولا تتعلق بالتوزيع المكاني للمادة.
من ناحية أخرى، الحجم هو مقياس لمقدار المساحة التي تشغلها المادة، والذي يتم تحديده من خلال ترتيب وتعبئة جزيئاتها.
إنها خاصية للمادة يمكن ملاحظتها وقياسها على المستوى العياني دون تغيير هوية المادة أو تركيبها الكيميائي.
على سبيل المثال، إذا كان لديك لتر من الماء ولتر من الكحول، فإنهما سيشغلان نفس الحجم (1 لتر)، لكن خواصهما الكيميائية مختلفة تمامًا.
الماء هو جزيء قطبي له سلوكيات كيميائية فريدة مختلفة، في حين أن الكحول له أيضًا خصائص مميزة . ومع ذلك، على الرغم من اختلاف خصائصها الكيميائية، إلا أن أحجامها تظل كما هي.
باختصار، يعتبر الحجم خاصية فيزيائية لأنه يتعامل مع الجوانب العيانية للمادة، مثل امتدادها المكاني وتعبئتها، بدلاً من التفاعلات المجهرية للجزيئات المكونة لها، والتي هي مجال الخواص الكيميائية.
كيف نقيس حجم الأجسام الصلبة والسوائل والغازات؟
يتم قياس الحجم بشكل مختلف بالنسبة للأجسام الصلبة والسوائل والغازات بسبب خصائصها الفيزيائية وحالاتها المميزة.
إليك كيفية قياس الحجم عادةً لكل منها:
الأجسام الصلبة:
- الأشكال المنتظمة: بالنسبة للأشكال الهندسية المنتظمة مثل المكعبات والمتوازيات المستطيلة والأسطوانات والمجالات وما إلى ذلك، يمكن حساب الحجم باستخدام معادلات رياضية خاصة بكل شكل. على سبيل المثال، يتم تحديد حجم المكعب بالعلاقة V = a 3 حيث “a” هو طول ضلعه.
- الأشكال غير المنتظمة: بالنسبة للأجسام غير المنتظمة الشكل، يمكن تحديد حجمها باستخدام طرق الإزاحة . الطريقة الشائعة هي غمر الجسم في سائل في أسطوانة متدرجة أو علبة فائضة، ويكون حجم السائل المزاح بواسطة الجسم مساويًا لحجم الجسم.
السوائل:
- أسطوانة متدرجة: غالبًا ما يتم قياس السوائل باستخدام أسطوانات متدرجة، وهي عبارة عن حاويات أسطوانية ذات علامات حجم على الجانب. تتم قراءة حجم السائل من الغضروف المفصلي، وهو السطح المنحني للسائل في الاسطوانة، على مستوى العين. القراءة تتوافق مع حجم السائل.
- الماصات والسحاحات: للحصول على قياسات أكثر دقة للكميات الصغيرة، يتم استخدام الماصات والسحاحات. تُستخدم الماصات لنقل كميات محددة من السائل، بينما تُستخدم السحاحات في تجارب المعايرة لقياس حجم السائل الذي يتم توصيله.
غازات:
- قوانين الغاز: يمكن قياس حجم الغاز بشكل غير مباشر باستخدام قوانين الغاز مثل قانون بويل، أو قانون تشارلز، أو قانون الغاز المشترك. تصف هذه القوانين العلاقة بين حجم الغاز وضغطه ودرجة حرارته.
- حقنة الغاز أو مقياس الاوديوميتر: في المختبر، يتم استخدام حقنة الغاز أو مقياس الاوديوميتر لقياس حجم الغاز مباشرة. حقنة الغاز عبارة عن حقنة بلاستيكية متدرجة تسمح بحبس الغاز وقراءة حجمه من العلامات الموجودة على المحقنة. مقياس الإوديوميتر عبارة عن أنبوب زجاجي متدرج يمكن ملؤه بالغاز وقلبه إلى سائل، حيث يمكن قراءة حجم الغاز من مستوى السائل.
من المهم ملاحظة أنه بالنسبة للغازات، يعتمد الحجم بشكل كبير على الضغط ودرجة الحرارة التي يتم عندها القياس بسبب طبيعتها القابلة للضغط. ومع ذلك، فإن حجم السوائل والأجسام الصلبة يكون أقل تأثرًا نسبيًا بالتغيرات في الضغط ودرجة الحرارة في الظروف العادية.
قراءة متعمقة
هل القدرة على التحمل خاصية فيزيائية أم كيميائية؟
هل الصلابة خاصية فيزيائية أم كيميائية؟
هل الموصلية خاصية فيزيائية أم كيميائية؟
هل التفاعل خاصية فيزيائية أم كيميائية؟
هل السمية خاصية فيزيائية أم كيميائية؟