السوائل والغازات

إن المادة في الحالة السائلة مألوفة لديك؛ فمنها عصير البرتقال ومنها الماء.

فعندما تصب سائلًا من إناء في آخر فإنه يأخذ شكل الإناء الذي يوضع فيه، وبغض النظر عن شكل الوعاء يبقى حجم السائل نفسه لا يتغيّر. فإذا صببت 50 مل عصيرًا من علبة كرتونية في إبريق، فسوف يحتوي الإبريق 50 مل من هذا العصير. وإذا صببت العصير من الإبريق في كأس فسيتغيّر شكل العصير من جديد، لكن حجمه يبقى ثابتًا دون تغيّر.

حرية الحركة: إن السبب في سهولة تغيير شكل السائل هو حركة جسيماته بحرية أكبر من حركتها في المواد الصلبة، مما جعله يأخذ أشكالًا مختلفة. ولجسيمات السائل طاقة كافية لتغيّر موقعها ضمن السائل، إلا أن هذه الطاقة غير كافية لجعلها تبتعد (تنفصل) تمامًا.

اللزوجة (Viscosity): كيف تنساب السوائل المختلفة؟ تنساب بعض السوائل بسهولة أكثر من غيرها؛ فالماء ينساب أسرع من العسل مثلًا.

• فلزوجة العسل كبيرة، في حين أن لزوجة الماء أقل.
• وكلما زادت لزوجة السائل قلّت سرعة جريانه.
• وتنشأ اللزوجة عن قوى التماسك بين جسيمات السائل.
• وتزداد لزوجة كثير من السوائل بانخفاض درجة حرارتها.

التوتر السطحي (Surface Tension): يمكنك -بشيء من الحرص- أن تجعل إبرة تطفو على سطح الماء؛ لأن قوى التماسك بين جسيمات السائل تجعل جسيمات السطح يشد بعضها بعضًا، وتقاوم التباعد:

• جسيمات السائل في الداخل تنجذب في جميع الاتجاهات.
• أما جسيمات السطح فلا تؤثّر فيها قوى من أعلى لعدم وجود جسيمات فوقها؛ لذا يكون اتجاه قوى الشد المؤثرة في جسيمات السطح في اتجاه داخل السائل والجوانب على امتداد السطح غير متوازنة.

لذلك يمكنك أن تجعل إبرة تطفو على سطح الماء، كما يمكن للعنكبوت أن يتحرك على سطحه. أما إذا كانت كمية السائل قليلة فإن التوتر السطحي يجعل الماء يكوّن قطرات صغيرة.

إن أغلب الغازات لا تُرى بالعين، بخلاف المواد الصلبة والسائلة. والهواء الذي تتنفسه ولا تراه خليط من الغازات. ومن الغازات أيضًا الهيليوم المستعمل في ملء بعض البالونات، وكذلك غاز الوسائد الهوائية المستعمل في السيارات.

• جسيماته بعضها أبعد من بعض من جسيمات المواد الصلبة أو السائلة.
• تتحرك بسرعة كبيرة في جميع الاتجاهات، وتنتشر إلى أبعد نقطة ممكنة.
• عندما تصب كمية من السائل في إناء يستقر السائل في قعر الإناء. أما إذا وضعت الكمية نفسها من غاز ما في الإناء نفسه وكان مغلقًا فسيملأ الغاز الإناء كله؛ لأنه ينتشر فورًا.
• وللغاز -في المقابل- قابلية للانضغاط والتمدد؛ فبإنقاص حجم الوعاء الذي يحوي غازًا تقترب جزيئاته بعضها من بعض، ويقلّ حجمها.

البخار: المادة السائلة أو الصلبة في حالتها الطبيعية -عند درجة حرارة الغرفة- عند تحولها إلى غاز تسمّى بخار. فمثلًا الماء في درجة حرارة الغرفة يكون في الحالة السائلة، وعندما يتحوّل إلى الحالة الغازية يسمّى بخارًا.