'Maddə' nədir?
“Materiya” məkanı tutan (həcmi olan) və kütləsi olan hər şeydir. Kainatdakı hər şeyi hansısa formada və ya formada təşkil edir; kainatdakı hər şeydir. O, planetimizi və bütün kainatı təşkil edir.
Yer üzündə bütün maddələr üç fərqli vəziyyətdən birində mövcuddur: bərk, maye və ya qaz.
İnsanların maddənin hər üç əsas vəziyyətindən yarandığını bilirsinizmi?
Bir maddənin otaq temperaturunda mövcud olduğu vəziyyətə onun standart vəziyyəti deyilir. Məsələn, otaq temperaturunda su maye halında mövcuddur. Bəzi maddələr otaq temperaturunda qaz halında (oksigen və karbon qazı), digərləri isə su kimi maye halında mövcuddur. Əksər metallar otaq temperaturunda bərk cisimlər şəklində mövcuddur. Merkuri standart vəziyyətdə həm metal, həm də maye olmaq kimi maraqlı xüsusiyyətlərə malikdir.
Bu vəziyyətlərin hər biri kiçik hissəciklərdən ibarətdir. Maddənin vəziyyəti onların təşkil etdiyi hissəciklərin sayından asılıdır.
Möhkəm
Bir şey adətən öz formasını saxlaya bilirsə və sıxışdırmaq çətindirsə, bərk cisim kimi təsvir edilir. Məsələn, bərk formada olan su buzdur. Bərk cisimdə molekullar bir-birinə sıx şəkildə yığılır və yüksək sıxlığa malikdirlər.
Maye
Su kimi bir maye axar və ya axar, lakin onu uzatmaq və ya sıxmaq olmaz. Mayelərdə molekullar xüsusilə bir-birinə yaxındır, lakin bərk maddə kimi bir-birinə yaxın deyil; molekullar bir-birinin ətrafında hərəkət etmək və sürüşmək qabiliyyətinə malikdir. Maye maddənin öz forması yoxdur, o, tutduğu qabın formasını alacaq. Mayelərə misal olaraq su, süd, şirə, benzin, limonad və s.
Qaz
Qaz axa bilər, genişlənə və sıxıla bilər. Qaz halında olan su buxardır. Əgər möhürlənməmiş qabdadırsa, qaçır. Qazlarda molekullar bərk və ya mayelərə nisbətən daha çox yayılmışdır və bir-biri ilə təsadüfi toqquşurlar. Qaz hər hansı bir konteyneri dolduracaq, lakin konteyner möhürlənməsə, qaz çıxacaq. Qaz maye və ya bərkdən daha asan sıxıla bilər.
Maddənin vəziyyətlərinin dəyişməsi
Maddə bərk, maye və ya qaz halında ola bilər və bir maddənin vəziyyəti əsasən onun temperaturu ilə müəyyən edilə bilər. Hər bir maddənin özünəməxsus hədd temperaturu var, ondan sonra vəziyyətini dəyişir. Bu hədd temperaturu keçdikdən sonra maddə öz fazasını dəyişəcək və bununla da maddənin vəziyyətini dəyişəcək. Sabit təzyiq şəraitində temperatur maddənin fazasının əsas təyinedicisidir.
Temperaturundan asılı olaraq maddə vəziyyəti dəyişə bilər. Ərimə, donma, qaynama, buxarlanma, kondensasiya, sublimasiya və çökmə materialın vəziyyətini dəyişmə üsullarıdır.
Aşağı temperaturda molekulyar hərəkət azalır və maddələr daha az daxili enerjiyə malikdir. Molekullar bir-birinə nisbətən aşağı enerjili vəziyyətlərdə yerləşəcək və bərk maddə üçün xarakterik olan çox az hərəkət edəcəklər. Temperatur artdıqca bərk cismin tərkib hissələrinə əlavə istilik enerjisi verilir və bu da əlavə molekulyar hərəkətə səbəb olur. Molekullar bir-birinə qarşı itələməyə başlayır və maddənin ümumi həcmi artır. Bu zaman maddə maye vəziyyətə düşüb. Qaz halı o zaman mövcuddur ki, molekullar yüksək sürətlə bir-birinin ətrafında sərbəst hərəkət edə bildikləri üçün temperaturun artması səbəbindən o qədər çox istilik enerjisini uddular.
Təzyiq sabitdirsə, maddənin vəziyyəti tamamilə onun məruz qaldığı temperaturdan asılı olacaq. Bu səbəbdən dondurucudan çıxarıldıqda buz əriyir, çox yüksək temperaturda çox uzun müddət saxlandıqda isə qazandan su qaynayır. Temperatur sadəcə ətrafdakı istilik enerjisinin miqdarının ölçülməsidir. Bir maddə fərqli bir temperaturun ətrafına yerləşdirildikdə, maddə ilə ətraf arasında istilik mübadiləsi baş verir və hər ikisinin tarazlıq temperaturuna çatmasına səbəb olur. Beləliklə, bir buz kubu istiliyə məruz qaldıqda, onun su molekulları ətrafdakı atmosferdən istilik enerjisini udur və daha enerjili hərəkət etməyə başlayır, bu da su buzunun maye suya əriməsinə səbəb olur.
Ərimə bərk cismin mayeyə çevrilməsi prosesidir. Bərk cisim qızdırıldıqda hissəciklərə daha çox enerji verilir və daha sürətli titrəməyə başlayır. Müəyyən bir temperaturda hissəciklər o qədər titrəyir ki, onların nizamlı quruluşu pozulur. Bu zaman bərk maddə əriyib maye halına gəlir. Bərk haldan mayeyə bu dəyişmənin baş verdiyi temperatura ərimə nöqtəsi deyilir. Hər bir bərk maddənin normal hava təzyiqində müəyyən edilmiş ərimə nöqtəsi var. Aşağı hava təzyiqində, məsələn, dağda, ərimə nöqtəsi aşağı düşür.
Buxarlanma mayenin qaza çevrilməsi prosesidir. Geniş ağızlı qabda bir az su qoysanız, bir müddət sonra suyun bir hissəsinin yox olacağını görəcəksiniz. Maye su qaza (su buxarlarına) çevrilir - bu buxarlanmadır. Bu, mayenin qaynama nöqtəsindən xeyli aşağı qaza çevrildiyi zaman baş verir. Bir mayenin içində həmişə bəzi hissəciklər var ki, onların qaz halına gəlmək üçün qalan hissələrdən ayrılması üçün kifayət qədər enerji var.
Kondensasiya qazın mayeyə çevrilməsi prosesidir. Məsələn, havadakı su buxarları soyuq bir gecədən sonra səhər saatlarında soyuyur və yarpaqlarda və pəncərələrdə kiçik maye su damcılarına (şeh) çevrilir. Daha soyuq obyektlər tez-tez daha isti obyektlərdən enerji alır.
Dondurma mayenin bərk hala çevrilməsi prosesidir. Bu ərimənin əksidir. Məsələn, lava maye qayadır, vulkan vasitəsilə 1500 O C (2732 O F) kimi yüksək temperaturda vulkan vasitəsilə püskürür. Bununla belə, qırmızı-isti lava Yer səthi ilə qarşılaşdıqda soyuyur və yenidən bərk qayaya çevrilir.
Qaynama - Maye qızdırıldıqda hissəciklərə daha çox enerji verilir. Bir-birindən daha sürətli və uzaqlaşmağa başlayırlar. Müəyyən bir temperaturda hissəciklər bir-birindən ayrılır və maye qaza çevrilir. Bu qaynama nöqtəsidir. Maddənin qaynama nöqtəsi həmişə eynidir; fərqlənmir. Məsələn, su 100ºC (212ºF) qaynama nöqtəsinə çatdıqda qaynayır. Bu, suyun buxara çevrildiyi temperaturdur. Buxar görünməz qazdır. Qapağa çatdıqda yenidən maye halına gəlir.
Sublimasiya bərk cismin maye halına gəlmədən qaza çevrilməsidir. Sublimasiyanın ən asan nümunəsi quru buz ola bilər. Quru buz bərk karbon qazıdır (CO2). Təəccüblüdür ki, quru buzu otaqda buraxdığınız zaman o, maye halına gəlmədən sadəcə qaza çevrilir. Maye karbon qazı haqqında heç eşitmisinizmi? Bu edilə bilər, lakin normal vəziyyətdə deyil. Kömür normal atmosfer təzyiqlərində əriməyəcək bir birləşmənin başqa bir nümunəsidir. Çox yüksək temperaturda sublimasiya edəcək.
Çökmə qazın bərk hala çevrilməsidir. Qaz maddənin maye vəziyyətindən keçmədən bərk hala gəldiyi zaman baş verir. Qütblərə yaxın yerlərdə qış səhərlərində şaxta müşahidə olunur. Bitkilərdəki kiçik şaxta kristalları havadan gələn su buxarı bitkilərin yarpaqlarında bərk hala gələndə əmələ gəlir.
Kimyəvi Dəyişikliklər Fiziki Dəyişikliklərə qarşı
Kimyəvi və fiziki dəyişikliklər arasındakı fərqi başa düşmək vacibdir. Fiziki dəyişikliklər ümumiyyətlə maddənin fiziki vəziyyəti ilə əlaqədardır və kimyəvi dəyişikliklər kimyəvi reaksiya zamanı molekulyar bağlar pozulduqda və ya yarandıqda baş verir. Kimyəvi dəyişikliklər molekulyar səviyyədə baş verir.
Molekullarda Dəyişiklik Yoxdur
Rezin bantı uzatmaq, havanı şarla doldurmaq və ya konservanı əzmək fiziki dəyişikliklərə misaldır. Bunlar yalnız əşyaların şəklindəki dəyişikliklərdir. Molekulyar səviyyədə enerji dəyişmədiyi üçün maddənin vəziyyətində heç bir dəyişiklik yoxdur. Fiziki bir dəyişiklikdə molekullarda heç bir dəyişiklik baş vermir, molekullar hələ də eynidir, yeni kimyəvi bağlar yaranmır və ya qırılır.
Eynilə, əriyən buz kubları, qaynar su və ya dondurulmuş maye suyun hamısı enerji əlavə edərək fiziki dəyişikliklərdir. Maddənin fazasının və ya vəziyyətinin dəyişməsi, yəni bərkdən mayeyə, mayedən qaza, mayedən bərkə çevrilməsi fiziki dəyişikliklərdir. Temperaturun və ya təzyiqin dəyişməsi kimi fiziki hərəkətlər fiziki dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Məsələn, əriyən buz və ya maye suyun dondurulmasında heç bir kimyəvi dəyişiklik baş vermir, su molekulları hələ də su molekullarıdır.
Molekulların dəyişdirilməsi
Kimyəvi dəyişikliklər daha kiçik miqyasda baş verir. Bəzi təcrübələr rəng dəyişikliyi kimi açıq kimyəvi dəyişiklikləri göstərsə də, kimyəvi dəyişikliklərin əksəriyyəti görünmür. Hər iki maye şəffaf olduğundan hidrogen peroksidin (H2O2) suya çevrilməsi kimi kimyəvi dəyişiklik görünmür. Halbuki, pərdə arxasında milyardlarla kimyəvi bağ yaranır və məhv edilir. Hidrogen peroksid suya çevrildikdə, oksigen (O2) qazının qabarcıqlarını görə bilərsiniz. Bu baloncuklar kimyəvi dəyişikliklərin sübutudur.
Şəkər kubunun əriməsi fiziki bir dəyişiklikdir, çünki maddə hələ də şəkərdir. Şəkər kubunu yandırmaq kimyəvi bir dəyişiklikdir. Yanğın şəkər və oksigen arasında kimyəvi reaksiyanı aktivləşdirir. Havadakı oksigen şəkərlə reaksiyaya girir və kimyəvi bağlar qırılır.
Dəmir havada oksigen qazına məruz qaldıqda dəmir paslanır. Bu prosesi uzun müddət ərzində görmək olar. Dəmir oksidləşdikcə molekullar strukturlarını dəyişir və nəticədə dəmir oksidinə çevrilir. Tərk edilmiş binalardakı paslı borular oksidləşmə prosesinin real nümunələridir.
Dəyişiklik geri və ya geri dönməz ola bilər
Geri qaytarıla bilən dəyişiklik yenidən dəyişdirilə bilən bir dəyişiklikdir. Məsələn, bir buz kubu əriyirsə, o, suya çevrilir, lakin biz onu yenidən dondurub buz kubuna çevirə bilərik ki, o, orijinal vəziyyətinə qayıda bilsin. Ərimə və qızdırma geri çevrilə bilən dəyişikliklərə misaldır.
Geri dönməz dəyişiklik, yenidən dəyişdirilə bilməyən bir dəyişiklikdir. Məsələn, tort qarışığı bişirilsə, tort olur və biz onu yenidən qarışığa çevirə bilmərik. Dəyişiklik geri dönməzdir, çünki kimyəvi reaksiya baş vermişdir. Bir mayenin soda bikarbonatı ilə yanması və ya qarışdırılması geri dönməz dəyişikliklərə misaldır.
Müəyyən şərtlərin və əlaqəli faza dəyişikliklərinin qısa təsviri:
Fusion/ərimə – bərkdən maye halına qədər
Dondurma – Mayedən bərkə qədər
Buxarlanma/qaynama – Mayedən qaza
Kondensasiya - qazın maye halına gəlməsi
Sublimasiya - Qaz halında bərk
Çöküntü – Qazın bərk cismə çevrilməsi
