صفات المواد واستعمالاتها

ماذا نعني بالمادة؟ المادة هي الشيء التي تُصنع منها الأجسام صفات المواد ماذا نعني بالمادة؟ المادة هي الشيء التي تُصنع منها الأجسام

لكل مادة يوجد تركيب خاص يحدد صفاتها. هذه الصفات تحدد استعمالاتها. صفات المواد لكل مادة يوجد تركيب خاص يحدد صفاتها. هذه الصفات تحدد استعمالاتها.

الأجسام التي هي جماد والتي صنعها الإنسان تسمى منتجات. صفات المواد يوجد في المحيط القريب منّا أجسام كثيرة جميعها مصنوعة من مواد. هذه الأجسام يمكن أن تكون أجسام حية مثل: جسم الإنسان, جسم الحيوان, النبات والكائنات الحية الدقيقة كالجراثيم وغيرها. ويمكن أن تكون أجسام جماد مثل: الصخور, السيارات, الأجهزة الكهربائية, الأثاث, الأقلام, الحواسيب وغيرها. الأجسام التي هي جماد والتي صنعها الإنسان تسمى منتجات.

صفات المواد يجب التمييز بين المصطلحين ” مادة“ و ” جسم“. الطاولة هي الجسم . الخشب هي المادة التي صُنعت منها الطاولة. (أعطِ أمثلة أخرى). يمكن أن يُصنع الجسم من أكثر من مادة واحدة.

صفات المواد صفات تميز الجسم: هي صفات متغيرة لا تتعلق بماهية المادة (نوع المادة). صفات تميز المادة: هي صفات ثابتة تتعلق بماهية المادة (نوع المادة).

صفات المواد الكثافة – القساوة – المغناطيسية - التوصيل الكهربائي 1. صفات تميز المواد (أمثلة) الكثافة – القساوة – المغناطيسية - التوصيل الكهربائي التوصيل الحراري - درجة الغليان - درجة الانصهار- اللون – الطعم – الرائحة – الذائبية – قابلية الاشتعال حالة المادة – الشفافية وغيرها.

صفات المواد 2. صفات تميز الأجسام (أمثلة) الكتلة (هي كمية المادة التي يتكون منها الجسم) الحجم (هو المكان الذي يشغله الجسم في الفراغ) الشكل (يمكن أن يكون هندسي أو غير هندسي)

صفات المواد هناك صفات يمكن تحديدها بواسطة حواسنا مثل: الطعم بواسطة حاسة الذوق. الرائحة بواسطة حاسة الشم. الشكل بواسطة حاسة النظر. القساوة بواسطة حاسة اللمس.

صفات المواد هناك صفات يمكن تحديدها بواسطة أجهزة قياس أو بواسطة إجراء تجارب مثل: الكتلة بواسطة ميزان. الحجم بواسطة مخبار مدرج. درجة الانصهار أو الغليان بواسطة مقياس درجات حرارة.

من المواد إلى المنتجات الإنسان يستغل المواد الطبيعية لإنتاج منتجات تسد حاجته.

صفات المواد ما هو المنتج؟ المنتج هو شيء محسوس ينتجه الإنسان لتلبية حاجة إنسانية. الحاجة هي عامل مركزي يدفع الإنسان إلى إنتاج المنتجات.

صفات المواد معرفة صفات المواد ضرورية عندما يخططون إنتاج وتصميم منتج معين, لذلك يجب اختيار مواد ذات صفات ملائمة لبناء المنتج تبعاً لهدف الاستعمال.

صفات المواد يمكن أن نطرح أسئلة عديدة حول سبب اختيار مواد معينة لصناعة منتجات معينة. لماذا اختير الزجاج لصناعة عدسة النظارات؟ لماذا لا يستعمل غاز النيتروجين مكان غاز الطبخ؟ لماذا يستعمل غاز ثاني أكسيد الكربون لإطفاء الحرائق؟ لماذا تصنع طابة التنس من المطاط؟ لماذا تصنع الأسلاك الكهربائية من النحاس وليس البلاستيك؟ لماذا يُستخدم الألومنيوم في صناعة الطائرات وليس الحديد؟ لماذا يستعمل الأسيتون لإزالة المنيكير من الأظافر وليس الماء؟ لماذل تصنع أيدي الطناجر من البلاستيك وليس المعدن؟

من المواد إلى المنتجات الإجابة عن هذه الأسئلة لها جواب واحد وهو: المادة التي يُصنع منها كل مُنتج تلائم بصفاتها هدف استعمال المنتج

أنا أجلي الكأس. من أيّة مادة يفضل صنع كأس لاستعمال الأطفال؟ اشرح اختيارك.

هل أيضا لهذه المجموعة ستعطون نفس الكأس التي سمحتم للولد بشطفها؟ صفات المواد هل أيضا لهذه المجموعة ستعطون نفس الكأس التي سمحتم للولد بشطفها؟ اشرحوا!

من المواد إلى المنتجات من هنا معرفة صفات المواد يساعد مخطط المنتج ملاءمة المادة لـِ: متطلبات المنتج. عملية الإنتاج أو ملاءمة عملية الإنتاج للمادة. الظروف البيئية التي يعمل بها المنتج. العبء الذي يتحمله المنتج عند استعماله.

هناك اعتبارات أخرى مثل: من المواد إلى المنتجات هناك اعتبارات أخرى مثل: تكاليف المنتج ضرورة الإنتاج اعتبارات اجتماعية: (دين, مجتمع, موضة......)

صفات المواد أ. الحالة التراكمية للمادة صفات المواد أ. الحالة التراكمية للمادة

صفات المواد – الحالة التراكمية للمادة حالة المادة: هي صفة للمادة تصف تراكم الجسيمات المبنية منها. في الظروف الطبيعية (في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) وضغط جوي واحد) تتواجد المادة في حالة واحدة فقط.

صفات المواد – الحالة التراكمية للمادة المادة يمكن أن تتواجد في 3 حالات على الأقل هي : الحالة الصلبة جليد الحالة السائلة ماء الحالة الغازية بخار هناك حالة رابعة أيضا تسمى حالة البلازما وهي تتواجد في الشمس.

صفات المواد – تحولات المادة يمكن للمادة أن تنتقل من حالة إلى أخرى بواسطة التسخين, التبريد أو الضغط. خلال التغيير في حالة المادة تبقى درجة الحرارة ثابتة. التحول الطريقة العملية مثال صلب إلى سائل تسخين انصهار انصهار البوظة سائل إلى صلب تبريد تجمد تجمد الماء في المجمد سائل إلى غاز تبخر تبخر الماء من الوعاء غاز إلى سائل تكثيف تكون الندى صلب إلى غاز تسامي تصاعد بخار من قطعة جليد جاف ضغط الغاز المضغوط في الولاعة يظهر كسائل

صفات المواد – تحول حالات المادة مثال: تغيير حالة الماء (تحولات المادة) عند تغيير الماء أو المادة من حالة إلى أخرى لا يتغير نوع المادة. تسخين تسخين تبريد تبريد

صفات المواد هناك جزء من المواد لا يمكن أن تتغير حالتها عند تسخينها أو تبريدها. مثلا تسخين الخشب والورق لا يؤدي إلى تحويل الورق أو الخشب من حالة صلبة إلى حالة سائلة فهذه المواد تحترق في التسخين أي يتغير نوع المادة.

صفات المواد ب. الصفات الميكانيكية صفات المواد ب. الصفات الميكانيكية

صفات المواد - صفات ميكانيكية الصفة الميكانيكية هي قدرة المادة على الصمود أمام تأثير قوى خارجية. التأثير بالقوة يظهر بعدة أشكال: ضغط - شد - ثني عندما تكون القوة أكبر من قدرة تحمل المادة, يتغيّر شكل الجسم.

صفات ميكانيكية قوة الضغط : هي قوة خارجية ترمي إلى تصغير مقاييس الجسم وتغيير شكله. مثال: عندما ننام أو نجلس على فرشة أسفنجية. في هذه الحالة يكون وزن جسمنا أكبر من قدرة تحمل المادة الأسفنجية في الفرشة, ولذلك تنضغط الفرشة وتنمعس. (أعطِ أمثلة أخرى)

صفات ميكانيكية قوة الشد: تكون في مادة عندما تؤثر على قوى خارجية ترمي إلى تكبير مقاييس الجسم باتجاه تأثير القوى. أمثلة: قوة الشد تؤثر على المغاطة عندما نلفها على جسم أكبر من مقاييسها. عندما يتبارى شخصان في شد الحبل.

(قوة الثني هي اقتران قوة الضغط وقوة الشد في مناطق مختلفة من الجسم) صفات ميكانيكية قوة الثني: تكون قائمةً في المادة عندما تؤثر على الجسم قوى خارجية ترمي إلى ثنيه (حنيه). مثال: عندما نضع اسفنجة على على نقطتي الإسناد, وفي مركزه نضع ثقلاً: الطبقة العليا للاسفنجة انضغطت وقصرت بينما الطبقة السفلى اشتدت واستطالت. (قوة الثني هي اقتران قوة الضغط وقوة الشد في مناطق مختلفة من الجسم)

أنواع صفات ميكانيكية - المتانة 1. متانة المادة هي خاصة تصف قدرة المادة على الصمود تحت قوى الضغط أو الشّد. المادة المتينة هي مادة تصمد أمام قوى الضغط و/أو الشد بدون أن تتصدع أو تنكسر أو تغيِّر شكلها.

أنواع الصفات الميكانيكية - المتانة مواد تصمد في الشد: مواد ذات مبنى ليفي مثل: سلك معدني مواد نسيج ورق مصنوع من السيلولوز مواد تصمد أمام قوة الضغط مثل : معادن

أنواع الصفات الميكانيكية - القساوة 2. قساوة المادة (الصلادة): هي قدرة المادة على الصمود أمام الغرز, الخدش وتغيير الشكل. كلما كانت المادة صعبة أكثر للغرز أو للثقب أو للخدش كانت المادة أقسى. لتحديد أي مادة عندها درجة قساوة أكبر نخدش جسمين بعضهما ببعض: المادة التي تكون فيها آثار الخدش أوضح هي المادة الأكثر ليونة. الماس يعتبر المادة الأقسى

أنواع الصفات الميكانيكية - القساوة أنواع الصفات الميكانيكية - القساوة الماس يعتبر المادة الأقسى الطلق يعتبر المادة اللينة

أنواع الصفات الميكانيكية - المرونة 3. المرونة: هي خاصة عودة المادة إلى حالتها السابقة بعد توقف تأثير أحدى القوى التالية: ضغط, شد, ثني أو الدمج بينها. المواد التي تعود إلى حالتها بعد زوال تأثير القوى عليها تدعي مواد مرنة. المرونة

أنواع الصفات الميكانيكية - المرونة المادة المرنة تغير شكلها تحت تأثير هذه القوى. لكن عندما يتوقف تأثير هذه القوى تعود إلى حالتها السابقة. لهذه الخاصة استعمالات كثيرة في الحياة اليومية: كرة قدم – كرة تنس – كرة سلة – خشبة القفز – شبكة مضرب التنس وغيرها.

أنواع الصفات الميكانيكية - اللدانة 4. اللدانة: هي قدرة المادة على تغيير شكلها نتيجة التأثير عليها بقوة ما ولكن بعد زوال القوة المؤثرة لا تعود المادة إلى شكلها السابق. أمثلة على مواد لدنة: نحاس, الومنيوم, فضة, ذهب, معجون, علكة وغيرها. بفضل خاصة اللدانة يمكن تحضير رقائق معدنية, أدوات طبخ أو قطع نقدية.

صفات المواد ج. الصفات الحرارية صفات المواد ج. الصفات الحرارية

صفات المواد - صفات حرارية الصفات الحرارية تعبر عن تصرف المادة في شروط حرارة مختلفة. 1. الخاصة الأولى: تمدد وتقلص المادة: أ. التمدد يحدث عند تسخين المادة وهو زيادة في حجم المادة. ب. التقلص يحدث عادة عند تبريد المادة (ما عدا الماء) وهو نقصان في حجم المادة. التمدد والتقلص هما ظاهرتان تحدثان للمادة في حالاتها الثلاث.

صفات المواد - صفات حرارية تأثير التسخين والتبريد على المادة صفات المواد - صفات حرارية تأثير التسخين والتبريد على المادة يوتيوب في موضوع تمدد وتقلص المواد تمدد وتقلص المواد الصلب: http://www.youtube.com/watch?v=zpky-lWLA تمدد وتقلص الغازات: http://www.youtube.com/watch?v=n8T-8C6fk3I تمدد وتقلص السوائل: http://www.youtube.com/watch?v=ZszMPPivrpM

صفات المواد - صفات حرارية 2. الخاصة الثانية: توصيل حراري (انتقال حرارة في المادة) تصنف المواد من ناحية توصيلها الحراري إلى نوعين: مواد موصلة جيدة التوصيل الحراري. أمثلة: معادن (نحاس, حديد , الومنيوم, ذهب, فضة........) 2. مواد رديئة التوصيل الحراري. أمثلة: كلكار, بلاستيك, خشب, صوف, هواء, زجاج ......)

صفات المواد - صفات حرارية انتقال الحرارة يتم بعدة طرق: 1. بواسطة التوصيل وهو انتقال الحرارة في نفس الجسم بدون انتقال الجسم نفسه. 2. بواسطة الحمل وهو انتقال الحرارة مع الجسم (الغازي أو السائل) الذي اكتسب تلك الحرارة.

د. صفات كهربائية التوصيل الكهربائي : يصف قدرة المادة على نقل التيار الكهربائي. المواد تصنف حسب توصيلها الكهربائي إلى نوعين: مواد موصلة للتيار الكهربائي, أمثلة: المعادن على أنواعها. مواد عازلة للتيار الكهربائي, أمثلة: خشب, بلاستيك, زجاج. http://ar.ofek.cet.ac.il/units/ar/ExternalItem.aspx?BottomFrame=http%3a%2f%2fcircuit-ar.cet.ac.il%2fact3.aspx&sSubjectKey=science

حديد, نيكل وأوكسجين سائل د. صفة المغناطيسية المغناطيسية تتجلى في تصرف المواد في حالة وجود حقل مغناطيسي. هناك عدد قليل من المواد التي لها صفات مغناطيسية مثل: حديد, نيكل وأوكسجين سائل http://www.youtube.com/watch?v=emlzh9XXWgQ

هـ. صفة الذوبان الذائبية: صفة للمادّة تصف قدرﺗﻬا على أن تكون مُذابة في مادّة أخرى (المذيبة)، بحيث يتكوّن محلول (خليط متجانس). يعتبر الماء أفضل مذيب حيث يستطيع إذابة مواد كثيرة. هناك مواد جيدة الذوبان في الماء مثل: الملح, السكر, الكحول... وهناك مواد تذوب يشكل جزئي في الماء وأخرى لا تذوب أبدا في الماء مثل: الرمل, اليود, الزيت....

صفة الذوبان تتأثر ذائبية بعض المواد بدرجة الحرارة. هناك مواد تزداد ذائبيتها مع الارتفاع في درجة الحرارة مثل ملح البوتاسيوم وأخرى تقل. بينما هناك مواد لا تتأثر ذائبيتها بدرجة الحرارة تقريبا مثل ملح الصوديوم (ملح الطعام).

صفات المواد - صفة الذوبان هناك مذيبات أخرى غير الماء مثل الكحول الذي يستعمل كمذيب جيد لليود الصلب. والأسيتون الذي يستطيع أن يذيب المنيكير. المنيكير واليود هي مواد لا يستطيع الماء إذابتها.

و. صفة اللزوجة اللزوجة: هي صفة تخص المواد السائلة, هذه الخاصة تعيق جريان المادة. السائل الذي يجري ببطء لزوجته تكون عالية. http://www.youtube.com/watch?v=A64aEytRsfk

ز. صفة الاشتعال صفة الاشتعال: صفة للموادّ تتعّلق بقدرﺗﻬا على الاشتعال بوجود الأوكسجين. الكحول, غاز الطبخ, البنزين, الخشب, البلاستيك هي مواد قابلة للاشتعال. لا يمكن أن تشتعل المادة بدون وجود غاز الأكسجين.

كمية الضوء التي تمر من خلال المادة ح. صفات ضوئية الصفات البصرية للمادة تتعلق برد فعل المادة للضوء. انعكاس الضوء ابتلاع الضوء تمرير الضوء كمية الضوء المنعكسة من المادة مثلا: مرآة زجاجية كمية الضوء التي تبتلعها المادة نرى لون ابيض- المادة تعكس كل الضوء نرى ألوان- المادة تعكس جزء من الضوء نرى أسود- المادة تبتلع كل الألوان كمية الضوء التي تمر من خلال المادة شفاف مقابل غير شفاف

صفات ضوئية الشفافية: هي قدرة المادة على تمرير الضوء عبرها. توجد مواد يمر عبرها الضوء بدرجة كبيرة. وتوجد مواد يمر عبرها الضوء بدرجة صغيرة وتوجد مواد لا يمر عبرها الضوء بتاتاً. أمثلة على مواد شفافة: زجاج, نايلون, بلاستيك. أمثلة على مواد شبه شفافة: سيلوفان ملون. أمثلة على مواد غير شفافة: كرتون, خشب, معادن.

صفات المواد - الشدة النسبية لخواص المواد كل صفة من الصفات التي ذكرت تتفاوت شدتها بين الدرجة العليا والدرجة الدنيا . نقصد بذلك أن خاصة معينة يمكن أن تتواجد بدرجة عالية عند مادة معينة وبدرجة متوسطة عند مادة ثانية وبدرجة دنيا في مادة أخرى.

الشدة النسبية لصفات المواد مثال 1 :التوصيل الكهربائي موصل رديء للكهرباء زجاج موصل جيد للكهرباء ألومونيوم أو نحاس

الشدة النسبية لصفات المواد مثال 2: الذائبية بالماء الرمل لا يذوب بالماء ملح الطعام يذوب جيدا في الماء

الشدة النسبية لصفات المواد مثال 3 : القساوة الطلق مادة رخوة جداً الماس مادة قاسية جدا

الشدة النسبية لصفات المواد مثال 4: الكثافة وهي كمية المادة (الكتلة) في وحدة حجم الكثافة =  = M الكتلة V الحجم

الشدة النسبية لصفات المواد لكل مادة يوجد كثافة خاصة بها. كثافة بعض المواد: كتلة 1 سم3 من مادة : الماء = 1 غم الالومنيوم = 2.7 غم الرصاص = 11.4 غم الذهب = 19.3 غم كثافة الذهب أكبر من كثافة الألمونيوم.  = m V

تدريج صفات المواد بحسب شدتها يمكّن صفات المواد - الشدة النسبية لصفات المواد تدريج صفات المواد بحسب شدتها يمكّن من اختيار المادة الأكثر ملائمة لبناء منتج. مثلاً: الأسلاك الكهربائية تصنع من النحاس وليس الحديد لأن النحاس موصل للكهرباء أفضل من الحديد.

شكراً على إصغائكم!