أمثلة على الخصائص الفيزيائية للمادة
تُعتبر الخصائص الفيزيائية ميزات يمكن ملاحظتها أو قياسها دون حدوث أي تغيير في التركيب الكيميائي للمادة. ومن أبرز أمثلة هذه الخصائص اللون، الكثافة، والكتلة. وفقًا لما قدمه الكيميائي والفيزيائي ريشارد تولمان عام 1917م، يُمكن تصنيف الخصائص الفيزيائية إلى نوعين رئيسيين، وهما كالتالي:
الخصائص المكثفة
تشير هذه الخصائص إلى السمات التي لا تتأثر بكمية المادة المُستخدمة أو بالتغيرات الناتجة عن الظروف المحيطة، ولذلك تُعرف أيضًا بالخصائص المستقلة. تشمل هذه الخصائص ما يلي:
- نقطة الغليان
هي درجة الحرارة التي يتساوى عندها ضغط بخار السائل مع الضغط الجوي المحيط.
- الكثافة
تعبر عن كمية كتلة المادة في وحدة الحجم (يتم حساب الكثافة بواسطة المعادلة: الكثافة = الكتلة / الحجم).
- حالة المادة
تعتمد على قوة الروابط بين جزيئات المادة، وتوجد ثلاث حالات رئيسية للمادة: الصلبة والسائلة والغازية.
- نقطة الانصهار
هي درجة الحرارة التي تتحول فيها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
- معامل الانكسار
يعتبر نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في مادة معينة.
- القساوة
تمثل مقدار قدرة المادة على تحمل الخدش عندما تتعرض للمعدن.
- قابلية التشكيل بالسحب.
- قابلية التشكيل بالضغط أو الضرب.
الخصائص الشاملة
تعتمد هذه الخصائص على كمية المادة المتاحة، ويسهل قياسها وحسابها، مثل الحجم، الوزن، الكتلة، الطول، والأبعاد. ومن الجدير بالذكر أنه عند نسبة خاصيتين شاملتين إلى بعضهما، يتم إنتاج خاصية مكثفة، على سبيل المثال (الكثافة = الكتلة / الحجم)، حيث الكتلة والحجم خصائص شاملة، وعند قسمتهما يظهر مصطلح الكثافة كخاصية مكثفة.
يمكننا أن نلاحظ أنه مع زيادة عدد جزيئات المادة، تزداد قيم الخصائص الشاملة. فإذا افترضنا وجود وعاء يحتوي على 30 لتراً من الماء، ثم قمنا بإضافة 20 لتراً إضافياً، فإن الحجم سيزداد ليصبح 50 لتراً، وهذا ينطبق أيضًا على الخصائص الشاملة الأخرى.
تمييز بين الخصائص المكثفة والخصائص الشاملة
للتفريق بين الخصائص المكثفة والشاملة، يجب علينا أخذ عينتين متماثلتين من نفس المادة. على سبيل المثال، إذا أخذنا صندوقين متطابقين من البلاستيك بنفس الحجم والكتلة والوزن، واختارنا لهما اللون الأخضر. عند تقريب الصندوقين معًا بحيث يبدو كأنهما صندوق واحد، سنلاحظ ما يلي:
- الصندوق الناتج يحتفظ بلونه الأخضر، مما يعني أن اللون هو خاصية مكثفة وليست قابلة للقياس.
- الحجم والكتلة والوزن قد زادت، مما يشير إلى أن هذه الخصائص هي خصائص شاملة ويمكن قياسها.
