تغییر فیزیکی: وقتی ماده فقط ظاهر خود را عوض میکند
تغییر فیزیکی چیست؟
فرض کنید یک تکه کاغذ را برمیدارید و آن را به چند قسمت کوچک میبرید. آیا این قطعات ریز دیگر کاغذ نیستند؟ مسلماً هستند! فقط شکل و اندازهٔ آن تغییر کرده است. این یک مثال ساده از تغییر فیزیکی[1] است. در این نوع تغییر، مولکولهای تشکیلدهندهٔ ماده، ساختار شیمیایی خود را از دست نمیدهند و فقط آرایش فیزیکی آنها نسبت به هم تغییر میکند. یعنی ماده از نظر ماهیت و جنس، همان مادهٔ اولیه باقی میماند.
مهمترین ویژگی تغییر فیزیکی این است که میتوان (حداقل در تئوری) به حالت اولیه بازگشت. مثلاً اگر آب را منجمد کنیم، یخ میشود و اگر دوباره یخ را گرم کنیم، به آب تبدیل میشود.
انواع اصلی تغییرات فیزیکی
تغییرات فیزیکی را میتوان به چند گروه اصلی تقسیم کرد که هر کدام مثالهای آشنا و زیادی در اطراف ما دارند.
| نوع تغییر | تعریف | مثالهای ملموس |
|---|---|---|
| تغییر حالت | تبدیل ماده از یک حالت (فاز) به حالت دیگر، مانند جامد به مایع یا مایع به گاز. | ذوب یخ (H2O(s) → H2O(l))، جوشیدن آب، تبخیر بنزین، تشکیل شبنم (میعان). |
| تغییر شکل و اندازه | تغییر در ظاهر فیزیکی بدون تغییر در جنس یا ترکیب. | خرد کردن قند، برش دادن نان، کشیدن سیم مسی، چکشخواری فلزات، شکستن شیشه. |
| حل شدن (مخلوط شدن فیزیکی) | پراکنده شدن یک ماده در مادهای دیگر برای تشکیل یک مخلوط یکنواخت. | حل شدن شکر در چای، حل شدن نمک در آب، مخلوط کردن رنگ در آب. |
| تغییرات انرژیبر | تغییراتی که نیاز به جذب یا آزادسازی انرژی دارند، بدون ایجاد ماده جدید. | گرم شدن و سرد شدن یک تکه آهن (تغییر دما)، آهنربایی شدن یک میخ. |
تغییر فیزیکی در آشپزخانه: یک آزمایشگاه کوچک
آشپزخانه مملو از مثالهای تغییر فیزیکی است. وقتی برای صبحانه کره را از یخچال بیرون میآورید، سفت است. با قرار دادن آن در محیط گرم، نرم و قابل مالش میشود. این یک تغییر حالت از جامد سخت به جامد نرم (ذوب جزئی) است، اما کره هنوز کره است.
تهیهٔ یک لیوان شربت آبلیمو نیز مراحل مختلف تغییر فیزیکی را نشان میدهد: ۱حل شدن شکر در آب (مخلوط فیزیکی)، ۲مخلوط کردن آبلیمو (ایجاد مخلوط)، ۳ریختن شربت در لیوان حاوی یخ (سرد شدن و تغییر دمای شربت). در هیچکدام از این مراحل، مادهٔ جدیدی با خاصیت شیمیایی متفاوت تولید نشد. شما میتوانید با تبخیر کردن آب، شکر و اسیدلیموی تقریباً اولیه را مجدداً به دست آورید.
چگونه تغییر فیزیکی را از تغییر شیمیایی تشخیص دهیم؟
گاهی تشخیص این دو تغییر سخت به نظر میرسد. بهترین راهکار این است که از خود بپرسیم: «آیا مادهٔ اولیه به یک یا چند مادهٔ کاملاً جدید با خواص متفاوت تبدیل شده است؟» اگر پاسخ «خیر» باشد، به احتمال زیاد با تغییر فیزیکی روبهرو هستیم.
| ویژگی | تغییر فیزیکی | تغییر شیمیایی |
|---|---|---|
| تشکیل مادهٔ جدید | خیر | بله |
| تغییر در هویت شیمیایی | اتفاق نمیافتد | اتفاق میافتد |
| بازگشتپذیری | معمولاً قابل بازگشت است | معمولاً غیرقابل بازگشت است |
| مصرف یا آزادسازی انرژی | ممکن است کم باشد | معمولاً قابل توجه است |
| مثال | تبخیر آب، خرد کردن سنگ | زنگ زدن آهن، پختن کیک |
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: هر دو! این یک مثال کلاسیک است که هر دو تغییر را با هم نشان میدهد. ذوب شدن موم شمع (از جامد به مایع) یک تغییر فیزیکی است. اما سوختن فتیله و تبدیل موم به گازهای دیاکسیدکربن و بخارآب یک تغییر شیمیایی است، زیرا مواد جدیدی با خواص کاملاً متفاوت تولید میشوند.
پاسخ: خیر، این یک تغییر فیزیکی است. زیرا با تبخیر کردن آب میتوان نمک را دوباره به صورت جامد و با همان خواص اولیه به دست آورد. فقط نمک به صورت ذرات ریز در بین مولکولهای آب پراکنده شده است.
پاسخ: پاره شدن کاغذ یک تغییر فیزیکی (تغییر شکل و اندازه) است. از نظر تئوری، اگر بتوان تکهها را دقیقاً کنار هم چید و چسباند، میتوان به شکل اولیه نزدیک شد، اما در عمل به سادگی قابل بازگشت کامل نیست. با این حال، ماهیت شیمیایی کاغذ (سلولز) تغییر نکرده است.
پاورقی
[1]تغییر فیزیکی (Physical Change): تغییری که در آن ساختار ذرهای و هویت شیمیایی ماده تغییر نمیکند و تنها برخی از ویژگیهای فیزیکی آن مانند شکل، حجم یا حالت فیزیکی دگرگون میشود.
[2]تغییر شیمیایی (Chemical Change): تغییری که در آن ساختار ذرات تشکیلدهنده ماده (اتمها و مولکولها) تغییر کرده و یک یا چند ماده جدید با خواص متفاوت تولید میشود.
[3]حالت ماده (State of Matter): یکی از اشکال متمایز فیزیکی که ماده میتواند به خود بگیرد، مانند جامد، مایع و گاز.
