الفيزياء الذرة

الفيزياء

الذرة

إن الذرات هي الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها المادة جميعا. ولا يمكن تخيل مدي صغر الذرة. فالصف المكون من مائة مليون ذرة مصفوفة جنبا إلي جنب يبلغ طوله سنتيمترا واحدا فقط. و قد يكون سمك صفحة الورق الرقيقة مليون ذرة. و يوجد ما يزيد قليلا علي مائة نوع من الذرات المختلفة , التي تتلاحم لتكون جميع المواد المختلفة المحيطة بنا.

 خصائص الذرات:

•        أقسام متناهية في الصغر.

•        لا يمكن رؤيتها بأقوى المجاهر

•        لا يمكن تجزئتها بالطرق الفيزيائية والكيميائية  العادية.

مكونات الذرة

تتكون الذرة من نواة في وسطها و يدور حول النواة جسيمات تسمي إلكترونات و هي تحيط النواة و دائمة الحركة وسريعة.

و تحتوي النواة علي نوعين من الجسيمات يعرفان بالبروتونات و النيوترونات.

ملاحظة: ما عدا نوى ذرات الهيدروجين العادي فلا تحتوي على نيوترونات

و تمسك جسيمات الذرة بعضها ببعض بفعل شحنات كهربائية، فالبروتونات موجبة الشحنة, والإلكترونات سالبة الشحنة و ليس للنيوترونات شحنة كهربائة ، و لذا فهي متعادلة.

كتلة البروتونات:

كتلة البروتون تساوي حوالي وحدة كتلية ذرية  )و.ك.ذ(.

وحدة كتلية ذرية =   وهي وحدة تستخدم لقياس كتل الذرات و جسيماتها

كتلة النيوترون

كتلة النيوترون معادلة تقريباً لكتلة البروتون

كتلة االإلكترون

كتلة االإلكترون تساوي حوالي 1/1840 من كتلة البروتون  أو النيوترون.

المادة

أي شيء يمكنك رؤيته ، أو لمسه ، أو شمه ، أو تذوقه هو مادة . فالمادة هي أي شيء له كتلة و يشغل حيزاً.

عند تشكيل البلاستيك مثلا المستخدم في عملية التغليف ، يتغير شكله ، لكن المادة تبقى هي نفسها البلاستيك ، هذا النوع من التغير يُسمى تغيراً فيزيائياً .و في التغير الفيزيائي تتغير الخصائص الفيزيائية ، و لكن هوية المادة الأصلية تبقى دون تغيير

الطول و الكتلة : و من خلال الطول و الكتلة يمكن تحديد بعض خصائص المادة الفيزيائية باستخدام الحواس ، أو عن طريق القياس .

حالات المادة

كيف تتغير حالة الماء عندما تتغير درجة حرارته من   إلى   ؟ سوف يتحول من حالة السيولة إلى حالة الصلابة .

حالات المادة الثلاث ، هي : الصلابة ، و السيولة ، و الغازية .

و تعتمد حالة المادة على درجة حرارتها و مقدار الضغط الواقع عليها

و يمكن الاعتماد على حالات المادة في تصنيف المواد . فحالة المادة خاصية فيزيائية أخرى للمادة .

خصائص الجسم الجامد

1.      شكله ثابت ولا يتغير

2.      حجمه ثابت

3.      المسافات بين جزيئاته صغيرة

خصائص المادة السائلة

1.      شكلها غير ثابت وتأخذ شكل الإناء الذي يحتويها

2.      حجمها ثابت لا يتغير .

3.      المسافات بين الجزيئات متوسطها أقل من الجوامد وأكثر من الغازات .

خصائص الغازات

1.      شكلها غير ثابت وتأخذ شكل الوعاء الذي يحتويها .

2.      حجمها غير ثابت ويأخذ نفس حجم الوعاء الذي يحتويها .

3.      المسافات بين الجزيئات كبيرة .

4.      قوى الجذب بين الجزيئات صغيرة ولديها قدرة على الانتشار .

حركة الدقائق : تتكون المادة من دقائق أو جسيمات متحركة . و تُحدَّد حالة المادة من خلال حركة دقائقها . فدقائق المادة الصلبة تهتز في مكان محدد ، بحيث تبقى قريبة بعضها من بعض . لذلك ، يحتفظ الجسم الصلب بشكل و حجم ثابتين . أما دقائق المادة السائلة ، فتتحرك بشكل أسرع ، و تمتلك طاقة كافية لينزلق بعضها فوق بعض ، و هذا يجعل السائل يحتفظ بحجم ثابت إلا أنه يأخذ شكل الوعاء الذي يوضع فيه . أما دقائق المادة الغازية ، فتتحرك بسرعة عالية لدرجة أنها تمتلك طاقة كافية لتتحرك بحرية بعيداُ عن الدقائق الأخرى ، و تشغل بذلك أكبر حيز ممكن ، و تنتشر لتملأ أي وعاء توضع فيه .

تتحرك دقائق المادة بسرعة أكبر عند ارتفاع درجة الحرارة . و لتوضيح ذلك أملأ كأساً زجاجياً بماء بارد ، و كأساً آخر بماء تتحرك دقائق المادة بسرعة أكبر عند ارتفاع درجة الحرارة . و لتوضيح ذلك املأ كأساً زجاجياً بماء بارد ، و كأساً آخر بماء ساخن جداً . ثم أضف عشر نقاط من مادة ملونة إلى كل كأس ، و لاحظ أي كأس تنتشر فيها المادة الملونة أسرع  .

تغيرات الحالة : سوف تلاحظ التغيرات في حالة المادة عندما تنصهر مكعبات من الجليد عند وضعها في كأس . و كذلك تحول الماء من حالة السيولة إلى حالة الصلابة عند وضعه في مجمد الثلاجة . تسمى درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من حالة الصلابة إلى حالة السيولة درجة الأنصهار . لاحظ أنه و في جميع الحالات لم يحدث تغيرٌ في تركيب الماء الأصلي و لكن تغيرت حالته .

و كما يبين الشكل فيوجد الماء في ثلاث حالات : الصلابة ، و السيولة ، و الغازية . فالجزيئات في الجليد متراصة مع بعضها و تهتز في مكانها ، و لكنها في الماء السائل تنزلق بعضها فوف بعضاً لأنها تمتلك طاقة أكثر للحركة . و في حالة بخار الماء ، تتحرك الجزيئات بحريِّة داخل الوعاء و تمتلك طاقة أكبر .

نقطة الغليان : عند أي درجة حرارة يتحول الماء من حالة السيولة إلى الحالة الغازية ؟ درجة الغليان هي درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من حالة السيولة إلى الحالة الغازية . كل مادة نقية لها درجة غليان ثابتة عند ضغط جوي معين . فدرجة غليان الماء تساوي   عند ضغط جوي واحد . و درجة غليان النيتروجين تساوي   ، و لذلك يتحول إلى غاز عند وضعه في الهواء ،  كما في الشكل ، و درجة الغليان مثل درجة الانصهار لا تعتمد على كمية المادة بل تعتمد على نوعها.

التعرف على تركيب المادة

والكشف عن وجود فراغات بين جزيئات المادة

وأن جزيئات المادة في حركة مستمرة

الهدف: يتركز علة نعرفة أن المادة تتكون من جزيئات والجزيئات تتكون من ذرات.

الادوات: صلصال – أعواد اسنان – كأس شفاف – هاون – سكر – مطرقة – عدسة مكبرة – مخبار مدرج – ملح ناعم – ماء – ساق تحريك – حبر أو برمنجنات البوتاسيوم – نشارة خشب – موقد – حامل.

خطوات العمل والماحظات والتفسير العلمي لهذه الظواهر الكونية:

1)      عند طحن حبيبات السكر نلاحظ تحولها لمسحوق ناعم من دقائق ضئيلة ناعمة. ونلاحظ دقة هذه الدقائق تحت عدسة مكبرة

2)      ذوبان السكر في الماء يدل على إختفاء السكر تماماً نتيجة دخول دقائق جزيئات السكر بين الفراغات التي بين جزيئات الماء. ولكن محلول السكر يكون محتفظ بحلاوته بالرغم من إختفائه في الماء بعد ذوبانه تماماً.

3)      عموما يمكن أن نرى دقائق السكر في مسحوقه الناعم ولكن هذه الدقائق تتكون من جزيئات لا يمكن رؤيتها بالمجاهر المتوفرة في عصرنا هذا.

4)      كما ان عند إضافة 50 مل من الكحول الإيثيلي إلي 50 مل ماء في محبار مدرج لا نجد أن الحجم الكلي 100 مل بل أقل نتيجة ذوبان حجم معين من الإيثانول في الماء بمعني دخول كمية من الإيثانول بين الفراغات التي بين جزيئات الماء.

5)      يمكن عمل نموذج لكيفية الإرتباط الفيزيائي بين جزيئات الماء وهي مثلاُ في الحالة السائلة. فنجد وجود فراغات بين هذه الجزيئات والتي يشغلها جزء من الإيثانول ، وكذلك تدخل فيها جزيئات السكر هذا قبل وصول محلول السكر للتشبع.

6)      كما ان جميع المخلوقات في هذا الكون في حركة مستمرة دائة ليوم الدين. والادلة على ذلك كثير. مثال : المواد الصلبة تحتوي على جزيئات والجزيئات عبارة عن ذرات وهذه الذرات بها بروتونات ونيوترونات بداخل أنويتها وحولها إلكترونات في حركة دائمة. هذا يدل علة أن حركة المواد الجامدة ما هي إلا حركة داخلية بين جزيئاتها.

7)      العطر عند فتح قنينة عطر نشم رائحتها هذا دل على حركة تطاير جزيئات العطر وإندامجها مع الهواء بمعني دخول جزيئات العطر في الفراغات التي بين جزيئات الهواء. فنقول أن لمادة العطر السائلة حركتان هما حركة خارجية نتيجة خاصيتها للتطاير والحركة الثانية حركة داخلية مثل حركة المواد الصلبة الداخلية.

8)      كلما زاد تسخين الماء وبه نشارة الخشب كلما زادت حركة نشارة الخشب بشدة. هذا يدل على أن جزيئات الماء وهو في الحالة السائلة يكتسب حرارة التسخين في صورة طاقة تعمل على تكسير الروابط الفيزيائية بين جزيئات الماء ، فبالتالي تزداد المسافة بين هذه الجزيئات لدرجة أن تصبح هذه الجزيئات على هيئة بخار ماء أي في الصورة الغازية. وهذا التفكك يولد حركة مستمرة بين جزيئات الماء وهي في حالتها السائلة والغازية نتيجة الإستمرارية في التسخين ونلاحظ صغود فقاقيع بخار الماء وكلما زادت كمية صعودها كلمازادت حركة نشارة الخشب.

9)      يكون الماء في الحالة السائلة عندما تكون المسافة بين جزيئات الماء مناسبة لتظطهر هذه الجزيئات على هيئة سائل ، وعندما يبرد الماء نجد أن الطاقة بين جزيئاته تفقد مما يقلل من المسافة بين الجزيئات الذي يؤدي لتجمد الماء وتقل الفراغات بين جزيئاته. والعكس صحيح عندما تزداد طاقة الروابط الفيزيائية بين جزيئات الماء وهو في الحالة السائلة تعمل على زيادة المسافة بين الجزيئات وزيادة الفراغات بينهم وهذا يؤدي إلي ظهور الماء في الصورة الغازية والذي يطلق عليه بإسم بخار الماء. وكلما فقدت جزيئات الماء وهي في الحالة الغازية كلما قربت المسافة بينهم وقلت الفراغات وظهرة هذه الجزيئات على هيئة سائل.... وهكذا والمنظومة التالية توضح ذلك:

ونعلم أن الكون يتكون من مواد قد توجد في الحالة الغازية أو السائلة او الصلبة مثل الماء يوجد في الثلاثة حالات حسب درجة الحرارة التي تحيط بجزيئاته. ويمكن تحويل حالة الماء حسب إختلاف درجة حرارته، فسبحان الله القادر على كل شئ وهو الذي خلق كل جزء من ماء دافق .

الحيز

الحيز : هو الجزء من الفضاء الذي يشعله جسم ما

تجربة:

تجربة عملية لأثبات أن الهواء يشغل حيزاً

نحضر قارورة  ولها سدادة بها فتحتان ، واحدة ندخل فيها قمع زجاجي ، حينما يتم سكب الماء في القارورة عن طريق القمع وفي حالة سد الفتحة الثانية نجد أن الماء ينزل بسهولة ؛ حيث أنه في الحالة الأولى لم يكن هناك فرصة لخروج الهواء الموجود بالقارورة ، وفي الحالة الثانية فإن الهواء يخرج من الفتحة ، وهذه التجربة تثبت أن الهواء يشغل حيزاً

هل الهواء مادة . اثبت ذلك .

 نعم الهواء مادة . لأنه يشغل حيز ( فلو وضعناه في كرة لزاد الحيز الذي تشغله )، 

و كذلك له كتله ( فلو وزنا الكرة قبل وبعد ملؤها بالهواء لوجدنا أنها زادت بالهواء) .

تعريفات:

درجة الانصهار : للمواد الصلبة هي درجة الحرارة التي بالوصول إليها تبدأ المادة الهندسية بتغيير طورها أو يمكن القول تتغير عندها حالتها من الحالة الصلبة للسائلة.

التجمد أو التصلب: هي عملية التي يتحول فيها سائل إلى صلب حين تصل درجة حرارته إلى درجة التجمد . تحصل هذه العملية عند خفض درجة حرارة السائل إلى أن يصل إلى درجة تجمده، باستثناء وحيد و هو حالة الهيدروجين السائل، الذي يتصلب بفعل الضغط لا الحرارة.

التبخر: هو عملية فيزيائية يحدث فيها تحول جزيئات المادة من الحالة السائلة إل الحالة الغازية بفعل الحرارة. تحدث هذه العملية فقط على السطح الفاصل بين السائل والغاز وهي عكس عمليةالتكثف. يختلف التبخر عن الغليان من حيث العملية. في حين أن التبخر لايحدث إلا على السطح فإن الغليان يحدث داخل كتلة السائل.

درجة التكثف: هي درجة الحرارة التي يبرد فيها الهواء بمكوناته المختلفة، عند ضغط جوي ثابت ليتكثف بخار الماء إلى مياه

التسامي أو التصَعُّد  : هو تحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية دون المرور بالحالة السائلة

التبلور أو البَلْوَرَة: عبارة عن عملية تشكيل (طبيعية كانت أم اصطناعية) للبلورات الصلبة من المحلول.

تعد عملية التبلور أيضاً من تقنيات الفصل في الأوساط الصلبة-السائلة، حيث تحدث عملية انتقال لجزيئات للمادة من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة .

التقطير: تقنية هدفها فصل مواد كيميائية عن بعضها البعض اعتمادا على اختلاف درجة غليانها فنحصل على قطارة من جهة وحثالة من جهة أخرى. تتمثل عملية التقطير المائي في تبخير خليط غير متجانس مكون من الماء ومادة طبيعية يليه تكثيف البخار بتبريده للحصول على نكهات أو روح عطر. والتقطير أنواع ويستخدم في تكرير النفط و صناعة الدواء و صناعة البتروكيماويات و تحلية المياه وغيرها

الترشيح أو التصفية: هي عملية ميكانيكية أو فيزيائية تستخدم لفصل المواد الصلبة من الموائع (سوائل أو غازات) وذلك بوضع أداة (مرشح) تسمح للمائع بالتدفق والمرور خلالها، ولكن لا تسمح للمواد الصلبة (أو على الأقل جزء من المواد الصلبة) بالمرور.

العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم

الكتلة :هي مقدار فيزيائي، وتعرف على إنها مقدار ما يحويه الجسم من مادة، وهي تختلف عن الوزن. تقاس بوحدات كالجرام والكيلوجرام. وهي إحدى خصائص المادة. يرمز لها بالحرف ك أو m وهي عبارة عن كمية المواد الموجودة في المادة وهي مقدار ثابت لا يتغير في أي زمان ومكان. وقد تستخدم يوميا بمعنى الوزن دون الاهتمام بمعناها الفيزيائي، ولكن في الاستخدام العلمي فإنها تشير إلى خصائص مختلفة.

الحجم و الكثافة : الكتلة ليست الخاصية الفيزيائية الوحيدة التي تعبر عن مقدار المادة ، فهناك أيضاً خاصية:

 الحجم التي تعبر عن مقدار الفراغ الذي يشغله الجسم .

و هناك خاصية فيزيائية أخرى ترتبط بالحجم و الكتلة ، و هي الكثافة ، و تعرَّف بأنها كتلة المادة الموجودة في وحدة الحجوم ، و تساوي ناتج قسمة كتلة الجسم على حجمه .

كثافة المادة وحدتها كج\م³ عادةً

الكتلة  بالكيلوجرام عادةً

الحجم بالمتر المكعب عادةً

•        الكتلة = الكثافة × الحجم

•        الكثافة = الكتلة ÷ الحجم .

•        الحجم = الكتلة ÷ الكافة .

أنواع الأجسام من حيث شكلها :

1-      منتظمة الشكل مثل المكعب .  

2-      غير منتظمة الشكل مثل الحجر .

طريقة حساب حجم المادة حسب حالتها

المادة   الطريقة

الغازية حجم المادة الغازية = حجم الوعاء

السائلة  جحم  المادة السائلة نتعرف عليه باستخدام المخبار المدرج.

الجامدة المنتظمة الشكل          بطريقتين : 1. بالحسابات الرياضية  .       2- بالإزاحة

         الغير منتظمة الشكل    بالإزاحة

قياس حجم المواد السائلة:

يتم قياس حجم السوائل بوضعها في وعاء يُبين حجم السائل عند كل مستوى فيه، أو وضعها في وعاء ثم قياس حجمه. أما بالنسبة للغازات فهي لا تملك حجماً ثابتاً أصلاً، فيُمكن بسهولة بالغة أن تنضغط الغازات في أماكن صغيرة.

قياس حجم المواد الصلبة المنتظمة بالطريقة الحسابية:

أمثلة:

•        يُمكن قياس حجم جسم صلب مكعب أو متوازي مستطيلات بضرب طوله بعرضه بارتفاعه

 (ح = ط x ع x ا).

•        وبالإمكان حساب حجم الأجسام الصلبة المخروطية بحساب مساحة قاعدة المخروط (رأس المخروط هو الجزء المدبب وليس القاعدة) ثم حساب ارتفاعه، ثم ضرب الرقمين معاً، وأخيراً تقسيم الناتج على 3. ويكون الناتج هو حجم المخروط

•        ويتم حساب حجم الهرم بحساب مساحة قاعدته أولاً، وذلك يتم بضرب عرضها بطولها. ثم يُضرب الناتج بارتفاع الهرم. وأخيراً يقسّم الناتج على 3، ويكون الناتج هو حجم الهرم.

•        ويتم حساب حجم الأجسام الاسطوانية بنفس الطريقة، باستثناء الخطوة الأخيرة (التقسيم على 3). حيث تضرب مساحة قاعدتها بارتفاعها فيكون الناتج هو حجم الاسطوانة.

•        أما الأجسام الصلبة الكروية فيقاس حجمها بالقطر، وهو طول خط وهمي يمر عبر وسط الكرة من أحد قطبيها إلى الآخر. وبالإمكان قياس القطر بقياس محيط الكرة من وسطها، ثم يُصبح الأمر سهلاً بما أن قطر الكرة يُشكل 7 أجزاء من 22 من محيطها من الوسط.

قياس حجم المواد الصلبة المنتظمة بطريقة إزاحة السائل:

يُمكن غمر الكرة أو جزء منها (ربعها أو ثلثها مثلاً) في الماء ثم قياس مدى ارتفاع مستواه.

قياس حجم المواد الصلبة الغير منتظمة :

وبالنسبة للأجسام الصلبة غير منتظمة الشكل فيصعب قياس حجمها. لكن يُمكن ذلك في حال كان الجسم صغيراً. فلقياس حجم جسم صلب صغير غير منتظم الشكل،

1.      يُوضع في وعاء لقياس حجم الماء، ويجب أن يكون الوعاء معباً مسبقاً بمقدار مُقاس الحجم من الماء ويكفي لغمر الجسم كله.

2.      وبعد ذلك يؤخذ الحجم الذي يُبينه الوعاء لما فيه، ويُطرح منه حجم الماء المقاس سابقاً، فيكون الباقي هو حجم الجسم.

قياس الكتلة باستخدام الميزان:

يمكن قياس كتلة المادة عن طريق قياس وزنها باستخدام الميزان و التعويض فى القانون الآتي:

W=mg

W= الوزن

M= الكتلة

و حيث g هي التسارع نتيجة الجاذبية الأرضية، ويساوي 9.81 م.ثا−2.

ويتوقف وزن الجسم على المكان الموجود فيه هذا الجسم، في حسن أن الكتلة لا تتغير. فكتلة جسم 50 كغ تزن 491 نيوتن على سطح الأرض.

إيجاد كتلة بعض المواد

الهدف: معرفة احدي طرق إيجاد وزنة بعض المواد والتعرف على وحدة الوزن.

الأدوات: مويزان رقمي بالبطارية – بعض المواد مثل قلم ، براية ، مساحة ، دفتر، مقلمة ، قطعة قطنة ، بلونة فارغة ، بلونة منتفخة بالهواء.

خطوات العمل : نصفر الميزان الرقمي ونجعله يزن بوحدة الجرامات ( جم)، ثم نبدء باخذ قراءات أوزان المواد بوحدة الجرام. ويمكن معرفة حجم الهواء الذي بالبلونة بسهولة.

التغيرات الفيزيائية و التغيرات الكيميائية للمادة

التغيرات الفيزيائية : تغير لا ينتج عنه مواد جديدة و يبقي على المادة الأصلية

الدلائل:

•        التغير فى الحجم

•        التغير فى الشكل

•        التغير فى الملمس

•        التغير في الحالة

الأمثلة: الأنصهار- التبخر - التجمد

التغيرات الكيمائية: تغير يبدأ بمادة و ينتهي بمادة جديدة مختلفة عن المادة الأصلية

الدلائل:

•        التغير فى اللون

•        تكون فقاعات الغاز

•        سماع صوت فوران

•        امتصاص الطاقة او انتاجها

الأمثلة: صدأ الحديد – وضع قرص الفوار فى الماء – تفاعل الحديد مع الكبريت

دورة الماء في الطبيعة

يشمل الغلاف المائي جميع المياه الموجودة فوق وتحت سطح الأرض بمختلف صورها:

 المياه في حالتها السائلة

 توجد في المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات  والمياه الجوفية.

 المياه في حالتها الصلبة

 توجد عند القطبين وأعالي الجبال والكتل الجليدية  في المناطق الباردة.

 المياه في حالتها الغازية

 كالسحب والغيوم وبخار الماء المعلق في طبقات  الجو.

•        هناك نوع من التوازن في دورة الماء، بحيث لا تتغير كمية المياه الموجودة في الكرة الأرضية وأجوائها.

•        تؤدي عملية تبخر مياه البحار والمحيطات بتأثير أشعة الشمس إلى تكوين السحب التي تُنقل بواسطة الرياح إلى أن يتم تكثفها وسقوطها في صورة أمطار.

•        يستفاد من مياه الأمطار في الشرب والزراعة والرعي ومختلف نشاطات الإنسان.

الصدأ :تفاعل كيميائي ينتج عن تفاعل الحديد مع الأكسجين الموجود في الهواء  في عملية تعرف بالأكسدة

الأحتراق : يتفاعل الأكسجين الموجود في الهواء مع الخشب فيحترق منتجاً مادَّة جديدة تُسمى رماداً . فالخشب قابل للاحتراق . و هذه الخاصية الكيميائية تُسمى قابلية الاشتعال أو الاحتراق . فبعض المواد يوضع عليها تحذيرات لحفظها بعيدة عن الحرارة و اللهب ، و ذلك بسبب قابليتها للاشتعال ، و هناك مواد قابلة للاشتعال كالحجارة .

أمثلة على تكامل ظواهر التغير:

•        رتباط التغيرات الفيزيائية بالتغيرات الفلكية:

ʘ       التغيرات التي تحدث في الطقس ( كالحرارة ، والبرودة ، وتكوين الرياح والأعاصير ، وسقوط الأمطار) هي تغيرات فيزيائية ترتبط بالتغيرات الفلكية .أي ترتبط بحركة الأجسام الفلكية وقوى الجاذبية الموجودة بينها ، وترتبط أيضاً بقرب هذه الأجسام أو بعدها عن بعضها وعن الشمس .

ʘ       عملية تكوين الغذاء (داخل أوراق النبات) هو تغير كيميائي وَ حيوكيميائي تنتج عنه مركبات كيميائية (كالنشويات وَ السكريات و البروتينات)  وتعتمد عملية التغير الكيميائي و الحيوكيميائي هذه على توافر عوامل فيزيائية كالماء وضوء الشمس .ويتوافر الماء عن طريق دورة الماء في الطبيعة (وهوتغير فيزيائي( أما ضوء الشمس فيتوافر نتيجة تغير فلكي  إذا فنمو النبات هو تغير حيوي فيزيائي كيميائي .

•        ارتباط التغيرات الحيوية بالتغيرات الفيزيائية:

ʘ       نمو المخلوقات الحية (النباتية ـ والحيوانية) هو تغير حيوي ، يرتبط بعملية تكوين الغذاء اللازم للنمو .

ʘ       وعملية تكوين الغذاء (داخل أوراق النبات) هو تغير كيميائي وَ حيوكيميائي تنتج عنه مركبات كيميائية (كالنشويات وَ السكريات و البروتينات(

ʘ       وتعتمد عملية التغير الكيميائي و الحيوكيميائي هذه على توافر عوامل فيزيائية كالماء وضوء الشمس .

ʘ       ويتوافر الماء عن طريق دورة الماء في الطبيعة (وهوتغير فيزيائي)

ʘ       أما ضوء الشمس فيتوافر نتيجة تغير فلكي

إذا فنمو النبات هو تغير حيوي فيزيائي كيميائي .

•        دور الحرارة ( الطاقة الحرارية ) في حدوث التغيرات الفيزيائية

ʘ       للحرارة دور أساسي في تحويل المادة من (جليد إلى ماء) ، و (الماء إلى بخار) ، بالتسخين . كما ، فقد الحرارة (التبريد) يلعب دوراً عكوسياً في تحويل بخار الماء إلى ماء سائل ، وتحويل الماء السائل إلى ثلج (جليد(. وجميع ما ذكر تحولات فيزيائية تعتمد على الحرارة .

عوامل التغير

1.      الزمن: يعد الزمن أحد العوامل التي ترتبط ( بشكل مباشر أو غير مباشر ) بظاهرة التغير

مثال:

       نمو النبات وهو تغير في : طوله ، حجمه ، تركيبه ، مع مرور الزمن ، ويصاحب نموه تفاعلات (تغيرات ) حيوية وَ كيميائية ، تتطلب وقتاً لحدوثها .

       التغيرات الفلكية كـ ( تعاقب الليل والنهار ، أو تتابع الفصول الأربعة ).

       كما أن تكون النفط ، أو الفحم ، أو الماس تحت سطح الأرض يتطلب وجود الحرارة والضغط لفترة زمنية طويلة ( قد تصل إلى آلاف السنين ) حتى تتحول المواد العضوية (النباتية والحيوانية ) المطمورة في باطن ( جوف ) الأرض إلى نفط أو فحم أو ماس .

2.      الماء : له دور فى التغيرات الفيزيائية ، والكيميائية ، والحيوكيميائية

       دورة الماء في الطبيعة خير دليل على بيان دور الماء في التغيرات الفيزيائية .

       الكيميائية : يلعب الماء دوره في حدوث التغيرات الكيميائية التي تؤدي إلى عمليتي تكوين الغذاء وتحلله .

       كما أن الصدأ كأحد التغيرات الكيميائية لا يحدث إلاَّ بتوفر الرطوبة أو الماء كأحد العوامل الضرورية لحدوثه .

       التغيرات الحيوكيميائية وَ الماء :

أ ـ إن توفر الرطوبة العالية هو أحد العوامل الهامة التي تؤدي إلى فساد الأطعمة ، حيث تنشط الكائنات الحية الدقيقة المسببة لفسادها في بيئة رطبة.

ب ـ عملية التغير الحيوكيميائي المصاحبة لنمو النبات تعتمد على توفر عوامل فيزيائية كالماء والضوء .

 القوة  وأثرها على الأجسام

ما الذي يحرك الأجسام ؟ في غرفة المائدة ، تسحب الكرسي بعيدا عن الطاولة قبل أن تجلس ، ثم تدفعه تحت الطاولة عندما تغادر . إنك تؤثر بقوة على الكرسي لتحركه  فالقوة إما دفع أو سحب ، و تقاس القوة بوحدة النيوتن في النظام الدولي للوحدات .

القوة و التسارع : لتغيير حركة جسم ما يجب أن تؤثر قوة عليه ، و تعمل على تسارعه . فمثلاً ، عندما تقذف كرة ، ، فإن يدك تؤثر بقوة على الكرة ، و تؤدي إلى زيادة سرعتها ، أي أن الكرة تسارعت . تعمل القوة كذلك على تغيير اتجاه حركة الكرة . فبعد أن تغادر الكرة يدك فإن مسارها ينحني نحو الأسفل و تغير اتجاه حركتها، تذكر أن تغيير اتجاه حركة جسم يعني أنه في حالة تسارع . إن قوة الجاذبية سببت تسارع الكرة . و في كل مرة تتغير سرعة جسم ما ، أو يتغير اتجاه حركته ، أو يتغيران معًا فإن قوة ما يجب أن تكون قد أثرت على هذا الجسم .

عندما تؤثر قوتان في الاتجاه نفسه على جسم ما ، فإن القوة المحصلة تساوي مجموعهما

          

إذا أثرت قوتان متساويتان على جسم ما ، لكن باتجاهين متعاكسين ، فإن القوة المحصلة تساوي صفراً .

                  

إذا أثرت قوتان غير متساويتين على الجسم ، و باتجاهين متعاكسين ، فإن القوة المحصلة تساوي الفرق بينهما ، و تكون باتجاه القوة الأكبر .

      

الاحتكاك : ينزلق الكتاب على سطح الطاولة ، يتباطأ ثم يتوقف . حسب القانون الأول لنيوتن ، و حيث أن حركة الكتاب تغيرت فلا بد من وجود قوة أدت إلى توقفه . تدعى هذه القوة الاحتكاك . الاحتكاك قوة ممانعة تنشأ بين سطوح الأجسام المتلامسة و تقاوم حركة هذه السطوح بالنسبة لبعضها بعضا . تؤثر قوة الاحتكاك دائماً في عكس اتجاه الحركة .و هكذا ، لتحافظ على حركة جسم في وجود الاحتكاك عليك أن تؤثر فيه دائما بقوة تتغلب على قوة الاحتكاك .

في أي اتجاه تؤثر قوة الاحتكاك ؟

يعتمد مقدار قوة الاحتكاك على طبيعة السطحين المشتركين في الحركة . و كلما كانت الخشونة أكبر كان الاحتكاك أكبر . فمثلاً لو دفعت صندوقاً على سطح من الجليد فإنه يتحرك مسافة كبيرة قبل أن يتوقف ، و لو دفعت الصندوق نفسه بقوة مساوية لكن على سطح ناعم ، غير الجليد ، فإنه يتحرك لمسافة أقل من الأولى . لكن لو كررت فعل ذلك على سطح سجادة خشنة فستجد أنّ الصندوق يكاد لا يتحرك .

تعريف الوزن :

مقدار قوة جذب الأرض للجسم ، و يكون اتجاهه نحو مركز الأرض .

 الوزن = كتلة الجسم × تسارع الجاذبية الأرضية

ق = ك  × جـ