كيف نصف خصائص المادة؟ وكيف نقيسها؟

• يمكن وصف المادة بناء على خصائصها الفيزيائية ومنها الكثافة واللون والقساوة والمغناطيسية ودرجة الغليان والملمس وقابلية الطرق والموصلية.
• يمكن قياس المادة بكتلتها، أو حجمها، أو وزنها.

الدرس الأول: الخصائص الفيزيائية للمادة

أنظر وأتساءل

تطفو السفن الضخمة فوق سطح الماء، بينما ينغمر مسمار فولاذي صغير في الماء. ما الذي يجعل بعض المواد تطفو، وبعضها الآخر ينغمر؟

بسبب عدة عوامل منها الكثافة والكتلة والحجم.

أستكشف

أكون فرضية

هل تعتمد كثافة الماء على كميته؟ إذا غيرت كمية الماء فهل تتغير كثافته؟ أكتب جوابي في صورة فرضية كالآتي: "إذا غيرت كمية الماء فإن كثافة الماء ...".

سوف تبقى ثابتة.

استخلص النتائج

أفسر البيانات. هل تتغير كثافة الماء مع تغير كتلته؟

لا، كثافة الماء تتغير مع تغير كتلته.

أستكشف أكثر

هل هذه العلاقة صحيحة وتنطبق على سوائل أخرى؟ أكرر هذا النشاط مستخدماً الزيت. هل يصح هذا في الأجسام الصلبة؟

صحيحة، ولا يصح في الأجسام الصلبة.

أقرأ الصورة

كيف يساعد الهواء داخل هذه السفينة المصنوعة من الفولاذ على طفوها؟ إرشاد: أي المواد كثافتها أقل: الهواء أم الماء؟

الهواء يجعل الكثافة الكلية للسفينة أقل من كثافة الماء.

نشاط

أستنتج. علام يدل المخطط بشأن كثافة كل مادة؟

الأكثر كثافة هو الجلسرين، لأنه غمر في أسفل المخبار والماء أقل كثافة من الجلسرين لأنه يطفو على السطح.

أتوقع. وضعت زر قميص في المخبار المدرج فأين يستقر؟ أين تستقر كذلك فلين وقطعة نقد معدنية؟

قطعة الفلين سوف تطفو، اما الزر فموقعه يعتمد على كثافة وتركيبه.

أقرأ الصورة

ما الخصائص الفيزيائية للأجسام الظاهرة في الصور أعلاه؟

خاصية الألماس القساوة، وخاصية النحاس قدرته على توصيل الحرارة والكهرباء.

استنتج: إذا أسقطت جسماً في 5 مللترات من الماء، وارتفع الماء إلى تدريج 8 مللترات، فما حجم الجسم؟

حجم الجسم = 8 - 5 = 3 مللترات.

= 3 سم^3.

التفكير الناقد: ما الفرق بين الكتلة والوزن؟

• الكتلة: هي كمية المادة التي يحتويها الجسم ولا تتغير بتغير موضع الجسم.
• أما الوزن: فيعتمد على مقدار الجاذبية المؤثرة على الجسم ويتغير وزن الجسم بتغير موضعه.

أستنتج: كيف تؤثر الكثافة في قدرة الجسم على الطفو؟

يطفو الجسم عندما تكون كثافة الجسم أقل من كثافة السائل الذي يوضع فيه الجسم.

التفكير الناقد: كيف يمكن لجسم كتلته صغيرة أن يكون أعلى كثافة من جسم كتلته كبيرة؟

الكثافة هي النسبة بين الكتلة والحجم فالجسم الذي له كتلة صغيرة يمكن ضغط حجمه ليصبح أصغر حجماً فتزداد كثافته مثل قطعة النقود، أما الجسم الذي له كتلة أكبر وحجمه أكبر فتكون أجزاؤه غير متراصة فتقل كثافته.

أستنتج: كيف يساعد إنتاج أنواع جديدة من البلاستيك على تشجيع اختراعات جديدة وابتكارات؟

عند إنتاج أنواع جديدة من البلاستيك فإنه يتم استعمالها في صناعات عديدة مثل الصناعات الإلكترونية وصناعة العوازل.

التفكير الناقد: أصف الأنواع المختلفة من الملابس الواقية التي يرتديها العاملون في المهن التي تتطلب استخدام الكهرباء والحرارة.

يجب أن يرتدي العاملون ألبسة واقية تحتوي على مواد عازلة منها الأحذية والقفازات المطاطية والنظارات البلاستيكية وهذه المواد عازلة للكهرباء والحرارة التي قد تؤذي جسم الإنسان.

أفكر وأتحدث وأكتب.

1. المفردات: يمكن حساب كثافة جسم باستخدام الكتلة والحجم.

2. أستنتج: كيف يساعد تسخين هواء في بالون على طفوه في الهواء؟

3. التفكير الناقد: أصمم تجربة أحدد فيها ما إذا كان جسم ما مصنوعاً من ذهب خالص يمكنني حساب كثافته. (علماً بأن كثافة الذهب عند درجة حرارة الغرفة 19.30 جم/سم³).

استخدم ميزان لقياس كتلة لجسم ثم أستخدم المخبار المدرج لقياس حجم الجسم ومنها احسب كثافة الجسم من خلال العلاقة الآتية:

الكثافة = الكتلة / الحجم.

ثم مقارنة كثافة الجسم المحسوبة بكثافة الذهب.

4. أختار الإجابة الصحيحة: أي مما يأتي ليس من الخصائص الفيزيائية للمادة؟

أ- القساوة.

ب- درجة الغليان.

ج- الكثافة.

د- القابلية للاشتعال.

5. أختار الإجابة الصحيحة: ما الخاصية التي تحدد إمكانية انغماز جسم صلب في سائل؟

أ- الكثافة.

ب- الكتلة.

ج- اللون.

د- الوزن.

6. السؤال الأساسي: كيف نصف خصائص المادة؟ وكيف نقيسها؟

• يمكن وصف المادة بناء على خصائصها الفيزيائية ومنها الكثافة واللون والقساوة والمغناطيسية ودرجة الغليان والملمس وقابلية الطرق والموصلية.
• يمكن قياس المادة بكتلتها، أو حجمها، أو وزنها.

العلوم والرياضات

قياس الكثافة

وضعت قطعة من الصلصال كتلتها 22 جم في مخبار مدرج يحتوي على ماء، ارتفع مستوى الماء من 40 إلى 50 مل، ما كثافة الصلصال؟

قطعة الصلصال = 55 - 40 = 15 مل = 15÷ 100 = 0.15 سم³

كثافة قطعة الصلصال = الكتلة / الحجم = 22 جم / 0.015 سم³ = 1466.6 جم / سم³

العلوم والكتابة

ترتفع الغواصة إلى سطح المحيط، ثم تغوص في الماء، وضح كيفي يحدث هذا؟

الغواصات تحتوي على خزانات يمكن ملؤها بالماء الص فتغوص تحت ماء سطح المحيط، وتغرق الغواصة إذا كانت العملية معاكسة.