أمثلة على الخصائص الفيزيائية للمادة
تعتبر الخصائص الفيزيائية ميزات يمكن ملاحظتها أو قياسها من دون أن تؤثر على التركيب الكيميائي للمادة. تشمل هذه الخصائص اللون، والكثافة، والكتلة. وقد استعرض الكيميائي والفيزيائي ريشارد تولمان في عام 1917 نوعين من الخصائص الفيزيائية، وهما:
الخصائص المكثفة
تنتمي هذه الخصائص إلى حالة المادة ولا تتأثر بكمية المادة الموجودة أو بالتغيرات الناتجة عن الظروف المحيطة. تُعرف أيضًا باسم الخصائص الإجمالية، ومن الأمثلة عليها:
- نقطة الغليان
تشير إلى درجة الحرارة التي يساوي عندها ضغط بخار السائل الضغط الجوي.
- الكثافة
هي مقدار كتلة المادة في وحدة الحجم، حيث يمكن حسابها باستخدام المعادلة (الكثافة = الكتلة / الحجم).
- حالة المادة
تعتمد على مدى قوة الروابط بين جزيئات المادة، وتنقسم إلى ثلاث حالات: صلبة، سائلة، وغازية.
- نقطة الانصهار
هي درجة الحرارة اللازمة لتحويل المادة الصلبة إلى مادة سائلة.
- معامل الانكسار
هو نسبة سرعة الضوء في الفراغ إلى سرعته في وسط معين.
- القساوة
تشير إلى مدى قدرة المادة على مقاومة الخدوش الناتجة عن المعادن.
- قابلية التشكيل بالسحب.
- قابلية التشكيل بالضغط أو الضرب.
الخصائص الشاملة
تتأثر هذه الخصائص بكمية المادة المتواجدة، ويسهل قياسها وحسابها، مثل الحجم، والوزن، والكتلة، والطول والأبعاد. نلاحظ أنه عند إجراء مقارنة بين خاصيتين شاملتين، يمكن الحصول على خاصية مكثفة، على سبيل المثال، يعتبر (الكثافة = الكتلة / الحجم) حيث الكتلة والحجم خصائص شاملة تتحول عند قسمتهما إلى خاصية مكثفة وهي الكثافة.
كلما زادت جزيئات المادة، تزداد قيم الخصائص الشاملة. على سبيل المثال، إذا كان لدينا وعاء يحتوي على 30 لتراً من الماء وأضفنا إليه 20 لتراً إضافياً، فإن الحجم سيزيد ليصبح 50 لتراً. وهذا ينطبق أيضاً على باقي الخصائص الشاملة الأخرى.
كيفية التمييز بين الخصائص المكثفة والخصائص الشاملة
للتمكن من تمييز الخصائص المكثفة عن الخصائص الشاملة، يمكن استخدام عينتين مشابهتين من نفس المادة. على سبيل المثال، إذا أخذنا صندوقين متشابهين من البلاستيك بنفس الحجم والكتلة والوزن بلون أخضر، وإذا قربنا هذين الصندوقين ليبدو وكأنهما صندوق واحد، سنلاحظ ما يلي:
- لا يزال لون الصندوق الناتج أخضر، مما يدل على أن اللون هو خاصية مكثفة ولا يمكن قياسها.
- زاد الحجم والكتلة والوزن، مما يعني أن هذه الخصائص الشاملة يمكن قياسها.