درس حالات المادّة السنة الثالثة ابتدائي

مقدّمة

تحيط بنا أجسام كثيرة ومتنوّعة (ماء حشب» صخور بخار الماء حيوانات» معادن …) تحتل حيزا في الفضاء وتمتلك ثقلا يمكن تصنيفها إلى حالات شائعة ثلاث :
– مواد صلبة

-مواد سائلة
– مواد غازية
وتتميّر كلّ حالة من الحالات الثلاث للمادّة بتشكّل معيّن للجزيئات المكوّنة لها (الذرّات والهباءات).
1- تتشكّل جزيئات المادة الصلبة وفق هيكل ثابت.
2- في السوائل تتلامس الجزئيات كلها وليس لا نظام معيّن. وتمتلك السوائل حجما معنا وشكلا يتغيّر حسب تغيّر شكل الإناء الَّذي يحويها.
3 – لا تحتل الجزيئات مواقع قار في الغازات إذ هي في حركة عشوائية دائبة تفسّر قابليّة الانضغاط والانتشار وتكيّف حجم الغاز مع شكل الإناء الذي يحويه.

1- الحواجز :

لا يدرك المتعلّم بصفة جايّة الع المقصود من “صلب” و “سائل” إذ هو يلتجئ إلى ثنائيات تقوم على المقارنة بين جسمين باعتماد الممارسة الحسيّة أو التجربة الشخصية الي تحيل إلى نفس المرجع. وهو تبعا لذلك يدرك الحالة الصّلبة في إطار مقابلة مع “ليّنة” كما أنه يربط “السّائل” بالمعنى اللغوي الذي تفيده اللفظة أي كل ما يسيل.

أمّا كلمة “غاز” فإنها تحيل إلى المادة المحترقة الي تعتمد في الطَّّخ والتّسخين ولا تفيد عبارة “مياه غازية” معنن ماء في حالة غازية وكذلك الأمر بالنّسبة إلى المشروبات الغازية. يستعمل المتعلّم كلمة “إذابة” للتّعبير عن انحلال السكّر في الماء وانصهار الشمعة عند التّسخين.

إضافة إلى هذه الحواجز فإنّ المتعلّم لا يدرك بيسر أن المادّة واحدة رغم اختلاف حالاتها وأسمائها ثلج.

• يجد المتعلّم صعوبة في إدراك مادّة لا يراها (الغازات)» فوجود الحواء في حالة ساكنة لا يبدو بديهيا ويكون الأمر أيسر عند التعامل
• مع الرّيح أو الجرى الهوائي.

• عند تسخين الماء يلاحظ المتعلّم فقاقيع صغيرة تصعد إلى السّطح (هواء منحل في الماء) ومع بلوغ درجة الغليان تظهر فقاقيع كبيرة وتتشكّل ضبابة فوق الإناء تتكرّن من قطرات ماء صغيرة ناتحة عن عملية التكثيف الحاصلة عند التقاء بخار الماء بالهواء البارد الموجود فوق الإناء ويسمّي المتعلّمون أحيانا هذه الضبابة بخار الماء (غاز غير مرئي) أو دخانا (الدخان يتكوّن من حبيبات صلبة) أو ندى (قطرات ماء تتكرّن على سطح جسم بارد).
• لا يمكن القول إنَّ المادّة تكون في حالات ثلاث (صلبة» سائلة» غازية) إذ يتعيّن أخذ بعض الإستثناءات بعين الإعتبار. (بعض المواد تخضع لتحوّلات كيميائية بالتّسخين عند تحوّل حالتها الفيزيائية؛ مواد ليّنة لا تدرس بالمرحلة الإبتدائية؛ …).

2 حالات المادّة :

يبدو التفريق بين المواد الصّلبة والمواد السّائلة يسيرا إذا تعلق الأمر مقارنة الزيت أو الماء أو الحليب بالإسفنج أو الصّلصال أو قطعة الخشب لكن المتعلّمين يجدون صعوبة في تصنيف المساحيق والملح والسكر إذ يعتبرها عدد منهم سوائل تسكب وتأخذ شكل الإناء الّذي يحويها أمّا الغاز فهو غير مرئي وعسير الإدراك لذا وجب البحث عن طريقة عمليّة تساعد على إنجاز المطلوب وبمكن تحقيق ذلك باعتماد مؤشّرات للتصنيف وهي صفات للمادّة.

• الشكل :

إنَّ نقل كميّة من الماء من إناء إلى آخر تحربة بسيطة تبرز عدم امتلاك هذه المادّة شكلا خاصًا بما إذ هي
تأحذ شكل الإناء الذي يحويها.

المساحيق والملح والسكر مواد تخضع لهذا المؤشّر لكن مواصلة التجربة يبرز الفرق بينها وبين الماء مثلا.
فسطح الماء يكون منبسطا وأفقيا مهما كان شكل الإناء الذي يحويه أو وضعه وهو يغطي المساحة الي يسكب
عليها (جليز القاعة مثلا) أَمَا المساحيق والملح والسكر فهي مواد تتكدّس إذا صبّت في صحن ولا تلتزم بالسّطح
المنبسط إذا وضعت في إناء وييدو ذلك بوضوح إذا كان الإناء الّذي يحويها مائلا.

أمّا الكجّات والطّباشير والصلصال وقطع الخشب فهي مواد تحافظ على شكلها إذا نقلت من إناء إلى آخر.

*الخيّز:

يمكن استعمال أنبوب صغير (قصبة المشروبات مثلا) أو حقنة للحصول على قطرة ماء كما يمكن استعمال ملقط لعزل حبّة ملح أو سكّر وعند وضع الحبّة والقطرة على مساحة منبسطة نلاحظ أن الحبّة تحافظ على شكلها لكن قطرة الماء تفقده لتغْطي جزءا من المساحة الي وقعت عليها.

• الثقل :

هي صيغة مشتركة بين كل المواد إذ لكل مادّة ثقل بجوار الأرض ومكن اعتماد الميزان اللّولي (الدينامومت) لقيس تقل جسم.

وإذ اعتمدنا الماء أنموذجا فيمكننا الحصول على هذه المادة في حالات ثلاث هي :

أ- السائل :

يوجد الماء في الطبيعة سائلا في مصادر عديدة (صنبور» عيون» آبار» سدود؛ بحار …) ويمكننا نقل كميّة من الماء الملوّن من آنية إلى أخرى تختلف شكلا لملاحظة أن هذا السّائل يأحذ شكل الإناء الذي يحويه.

ب- الصلب :

يتجمّد الماء الموضوع داخل إناء في بحمّد الثلاّجة ويصبح جليدا. للجليد (مادّة صلبة) شكل مين وحجم.

في الظروف العادية وعند التحمّد يرتفع حجم الماء بصفة عامّة وهذه الخاصيّة استثنائية بالتسبة إلى بقيّة السوائل. (القارورة البلّورية الملآنة تتكسّر إذا تجمّد الماء الَّذي تحويه نتيجة ازدياد الحجم).

ج – الغاز :

عند التّسخين وعند بلوغه عتبة الغليان يتحوّل الماء السّائل إلى غاز يصعد في الفضاءء إنّه بخار الماء. بخار الماء غاز غير مرئي وما يلاحظ فوق الإناء هو ضباب ناتج عن إلتقاء الغاز الحارٌ بالهواء البارد (قطرات صغيرة من الماء معلّقة في الفضاء).

ويمكن أيضا الحصول على بخار الماء دون تسخين؛ إنّه التبخّر. ليس لبخار الماء (مادّة غازيةج شكل ولا حجم محدودان وهو بلا الحيز من الفضاء الّذي يتوفر له (الانتشار).

-3- التحوّلات الفيزيائية للمادة :

تتكوّن المادّة من جزيئات صغيرة (ذرّات وهباءات) لا يمكن ملاحظتها باستعمال أدوات التكبير إذ لا تشاهد إلا الجزئيات المجمّعة والمكوّنة لحبّات.

الغازات :

تنتشر الجزيئات بصفة عشوائية وتتحرّك في كل الإتحاهات بسرعة كبيرة نسيًا وهي غير بجمّعة تفصل بينها
مسافات تفوق أبعادها وتكون قوى التجاذب ضعيفة وهو ما يفسّر قابليّة الإنضغاط والإنتشار.

السوائل :

تكون المسافات بين الجزيئات أقصر مما هي عليه في الغازات وتتمكّن هذه الجزيئات من الانزلاق بعضها
على بعض والانتشار بصفة عشوائية والتحرّك في كل الإئجاهات وهو ما يفسّر امتزاج قطرة الخبر بالماء
واكتساب شكل الإناء الحاوي.

المواد الصلبة :

للمادّة الصّلبة حجم ثابت وشكل ذاتيٍ يمكن تغييره وهي تحتل حيّرَا في الفضاء وتكون مسطّحة إذا كان سمكها مهملا وبجسّمة ذات شكل منتظم أو منحرفة الشكل.

في المادّة الصّلبة تتحرّك الجزيئات في حركة اهتزازية حول وضع توازتها وتتماسك تماسكا قويًّا وهو ما يفسّر صلابتها واتّصافها بشكل غدّد.

وسواء كانت المادّة من هباءات (الماء 120) أو ذرات (الزئبق 118 يخضع التحوّل من حالة إلى أخرى إلى نفس التّمط.

عند التحوّل الفيزيائي تتأثّر الرّوابط الي تجمع الجزيئات (تتقلّص المسافات أو تتباعد) وتتغيّر سرعة الحركة (أسرع / أبطأ).

كلما اقتربت حرارة المادّة من درجة الغليان ازدادت حركة الجزيئات وكبرت المسافة الفاصلة بينها. (التمدد).

كلما اقتربت حرارة المادّة من درجة التجمّد تقلّصت الحركة واقتربت الجزئيات من بعضها البعض(التقلّص) باستثناء الماء ابتداء من ©4درجات.