Week 12 · Theme 2 Matter and Energy, Unit 2 Particles in Motion, Concept 2.3 Comparing Changes in Matter (B) · 3 lessons
1
الشوكولاتة تحت الشمس
Discovery Education Science P5: Term 1, Unit 2, pp. 178–185
الهدفأشرح أن إضافة الحرارة أو سحبها تغيّر حالة المادة، مستخدمًا الشوكولاتة المنصهرة وجسيمات تتحرك أسرع أو أبطأ.
كلمات جديدة
الطاقة الحرارية · الحرارة: الطاقة التي تجعل الأشياء دافئة وتنتقل من الأدفأ إلى الأبرديتجمد · أن يتحول من سائل إلى صلب عند تبريدهيمكن عكسه · قادر على أن يعود كما كان
الشرح
الحرارة شكل من أشكال الطاقة، وتُسمى أيضًا الطاقة الحرارية. وهي ليست مادة نمسكها بأيدينا، بل هي الطاقة التي تستطيع أن تجعل كوب الشاي ساخنًا. كل المادة مصنوعة من جسيمات صغيرة جدًا تتحرك دائمًا. وعندما تمتص المادة طاقة حرارية تتحرك جسيماتها وتهتز أسرع، فتبدو أدفأ. وعندما تفقد طاقة حرارية تتباطأ جسيماتها. وقطعة الشوكولاتة تُظهر ذلك. تنتقل الحرارة إليها من الهواء الدافئ، فتتحرك جسيماتها أسرع، ويتحول الصلب إلى سائل. وإذا وضعنا السائل في مكان بارد تخرج منه الحرارة وتتباطأ الجسيمات وتتجمد الشوكولاتة فتصير صلبة من جديد. هذا تغيّر فيزيائي: بقيت شوكولاتة، وتغيّرت الحالة والشكل فقط. والماء سائل بين ٠ °س و١٠٠ °س، ويتجمد فيصير ثلجًا تحت ٠ °س.
شوكولاتة صلبةدفء: تدخل الحرارة→شوكولاتة سائلةبرودة: تخرج الحرارة→شوكولاتة صلبة من جديد
أمثلة محلولة
في كوب الشاي الساخن تتحرك جسيمات الماء بسرعة. وفي كوب الشاي الذي برد تتحرك ببطء أكثر. الشاي الساخن فيه طاقة حرارية أكبر، ولذلك يبدو أسخن.
الزمن
ما رآه طارق
بعد ٥ دقائق في الشمس
القطع لينة
بعد ١٥ دقيقة في الشمس
كلها سائلة
بعد ١٥ دقيقة في مكان بارد
صلبة من جديد بشكل جديد
يضع طارق قطع شوكولاتة في كيس مغلق في الشمس ويكتب ما يراه. تلين الشوكولاتة ثم تنصهر، ثم تتماسك من جديد عندما يوضع الكيس في مكان بارد. الشوكولاتة نفسها تغيّر حالتها مرتين.
درجة الحرارة
حالة الماء
أقل من ٠ °س
صلب (ثلج)
من ٠ °س إلى ١٠٠ °س
سائل
١٠٠ °س
يغلي ويصير غازًا
حالة الماء تعتمد على درجة حرارته. تحت ٠ °س يكون ثلجًا. وبين ٠ °س و١٠٠ °س يكون سائلًا. وعند ١٠٠ °س يغلي ويصير غازًا.
نشاط الفصل
كيس الشوكولاتة (ويساعدك شخص كبير، مع قبعات، ولا ينظر أحد إلى الشمس). ضع بضع قطع صغيرة من الشوكولاتة في كيس محكم الإغلاق. ضع الكيس على صينية في مكان دافئ مشمس وانظر كل ٥ دقائق حتى تنصهر الشوكولاتة. ثم ضع الكيس في مكان بارد أو فوق وعاء ماء بارد وانظر من جديد. سجّل ما تراه في جدول. لا تأكل الشوكولاتة بعد ذلك، واغسل يديك.
تدرّب
1
ما الذي يجعل الشوكولاتة الصلبة تنصهر؟
تدخل إليها الحرارة، فتكتسب جسيماتها طاقة وتتحرك أسرع، فتتحول من صلبة إلى سائلة.
2
هل انصهار الشوكولاتة تغيّر فيزيائي؟ اذكر سببًا.
نعم. بقيت شوكولاتة وتغيّرت حالتها فقط، ويمكن للتبريد أن يعيدها كما كانت.
3
تُترك سلطانية ماء في الخارج في ليلة شديدة البرودة في جبال سيناء، ويُظهر مقياس الحرارة درجة حرارتها. هل الماء صلب أم سائل أم غاز؟
إنه صلب. درجة الحرارة أقل من ٠ °س، فقد تجمد الماء وصار ثلجًا.
4
ماذا يحدث لجسيمات سائل عندما تُسحب منه الحرارة؟
تتباطأ. وإذا سُحب منه حرارة كافية يتجمد السائل ويصير صلبًا.