أمثلة على الخواص الفيزيائية

الخواص الفيزيائية (بالإنجليزية: physical properties)؛ هي عبارة عن عدد من الخصائص المادية التي تمتلكها المادة، وتميزها عن غيرها من المواد الأخرى.  

بعض الأمثلة على الخواص الفيزيائية

مثال على الخواص الفيزيائية	التعريف
التركيز	هو مقدار المادة في الخليط.
الموقع	المكان الذي يوجد فيه شيء ما.
الصلابة	هي مقاومة قوى خارجية صلبة.
اللون	خاصية نحددها كما نراها.
السيولة	هي قدرة المادة على التدفق بسهولة.
التردد	عدد التكرارات في إطار زمني معين.
خاصية الزخم	نتاج كتلة الجسم وسرعته.
اللزوجة	محاولة المادة مقاومة التشوه بواسطة الإجهاد.
السعة	قدرة الجسم على تخزين شحنة كهربائية.
المساحة	مقدار السطح ثنائي الأبعاد في المستوى.
الفعالية	هي قدرة المادة على التأثير في غيرها.
النفاذية	قدرة المادة على دعم المجال المغناطيسي.
نقطة التجمد	درجة الحرارة التي يتجمد عندها السائل.
درجة الحرارة	هي المقياس العددي للحرارة والبرودة.
الموصلية الحرارية	قدرة المادة على توصيل الحرارة.
الموصلية الكهربائية	قدرة المادة على توصيل الكهرباء.
السرعة	هي معدل التغير الذي يحدث في موضع الجسم.
الإشعاع	قوة الإشعاع الكهرومغناطيسي لكل وحدة مساحة.
معدل التدفق	كمية السوائل التي تمر عبر السطح لكل وحدة زمنية.
نقطة الغليان	درجة الحرارة التي تتغير عندها مادة ما من سائل إلى بخار.
الشحنة الكهربائية	هي شحنة مادة كهربائية سواء كانت موجبة أم سالبة.
التوزيع	هو عدد الجسيمات لكل وحدة حجم في فضاء طور أحادي الجسيم.
الامتصاص الفيزيائي	هو نوع من الامتصاص يحدث بين شكلين من المادة
الانبعاث	هو الطيف الترددي للإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من مادة ما.
المرونة	قدرة المادة على تكوين طبقة رقيقة من خلال طرق أو دحرجة مادة ما.
الذوبان	هو قدرة المادة على الذوبان والامتزاج في مذيب عند درجة حرارة معينة.
امتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية	هي الطريقة التي تمتص بها المادة طاقة الفوتون.
الحجم	هو فضاء ثلاثي الأبعاد تشغله مادة سواء في حالتها الغازية أو السائلة أو الصلبة.
نقطة الانصهار	درجة الحرارة التي تتغير عندها مادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة.
اللمعان	هو مقدار الضوء الذي يمر عبر منطقة معينة، أو هو انبعاث الضوء الناتج عن الحرارة.
الكثافة	تُعرَّف الكثافة بأنها الكتلة لكل وحدة حجم لأي مادة، وهي الطاقة المنقولة لكل وحدة مساحة.
العزم المغناطيسي	هو القوة التي يبذلها المغناطيس على التيارات الكهربائية، والعزم الذي يمارسه عليه المجال المغناطيسي.
الحرارة النوعية	هي السعة الحرارية لكل وحدة كتلة من مادة ما، والتي من خلالها يمكن للمادة أن ترفع درجة حرارة الجسم.

ما هي الخواص الفيزيائية؟

الخواص الفيزيائية هي مجموعة من الخصائص الفيزيائية التي تمتلكها المادة، والتي تميزها عن غيرها من المواد. يمكن استخدام التغييرات الفيزيائية في خصائص مادة ما حتى نصف انتقالها من حالة إلى أخرى، أيضًا، يمكن لهذه الخصائص تغيير المادة جسديًا، لكنها لا يمكن أن تحدث أي تغيير في المادة، قد ينطوي تركيبه الجزيئي، أي الخاصية الفيزيائية للمادة، على تغيير فيزيائي بدلاً من تغيير كيميائي وبعض الخصائص الفيزيائية لمادة ما ملحوظة للعلماء وقابلة للقياس، مثل درجة الحرارة، على عكس الخصائص الكيميائية للمادة، لذلك، تم استخدام مفهوم الخصائص الفيزيائية لمادة ما للتعبير عن أنه على الرغم من أنه تم تغييرها فيزيائيًا، إلا أنها لا تتغير في هيكلها الجزيئي، لذلك، يمكن تعريف الخصائص الكيميائية على أنها عدم قدرة المادة على التغيير من نوع إلى آخر.

أنواع الخواص الفيزيائية

الخصائص الشاملة

الخصائص الفيزيائية الشاملة، وهي مجموعة من الخصائص واسعة النطاق التي تعتمد على كمية المادة في العينة، كما هو الحال عندما تزيد هذه المادة أو تنقص، فإنها فيزيائية، تتغير الخصائص وفقًا للحجم والوزن والطول والكتلة، نظرًا لأن قراءات خصائص المواد الشاملة قد تختلف اعتمادًا على كمية العينة التي يتم أخذها، فإن أمثلة الخصائص الفيزيائية الشاملة هي المساحة والحجم والطول والكتلة والوزن، وبعض الأنظمة الفرعية غير المتفاعلة، فإن الخاصية الفيزيائية الكلية، وهي مجرد إضافة حيث تختلف الخاصية باختلاف كمية المادة الموجودة، حيث يمكنك قياس 10 غرام من الزيت أو 10 غرام من الماء، ولكن هذا لا يسمح لك بتحديد نوع المادة وهل هو زيت أو ماء.

الخصائص المكثفة

الخصائص المكثفة أو كما تعرف في اللغة الإنجليزية باسم (خاصية مكثفة)؛ هي خواص فيزيائية يمكن قياسها بغض النظر عن عامل الحجم أو المحتوى أو كمية المادة، فهي تعتمد على نوع المادة فقط، والأكثر شهرة ومن الأمثلة على الخصائص الفيزيائية الشديدة درجة الحرارة ومعامل الانكسار، وصلابة الجسم، والوزن، والليونة، وخصائص أخرى، على سبيل المثال، عندما نقطع قطعة من الماس، فإنها تحتفظ بخصائصها الفيزيائية نفسها بغض النظر عن حجمها، حتى لو وصل الحجم إلى ذرات صغيرة.

الخصائص الفيزيائية مقابل الخصائص الكيميائية

• ترتبط الخواص الكيميائية والفيزيائية بالتغيرات الكيميائية والفيزيائية، بحيث يغير التغيير المادي كل من شكل أو مظهر العينة فحسب، وليس هويتها الكيميائية، والتغيير الكيميائي هو تفاعل كيميائي يعيد ترتيب عينة على المستوى الجزيئي.
• تشمل الخصائص الكيميائية خصائص مادة لا يمكن ملاحظتها إلا عن طريق تغيير الهوية الكيميائية للعينة، أي بفحص سلوكها في تفاعل كيميائي.
• تشمل أمثلة الخواص الكيميائية القابلية للاشتعال (التي تلاحظ من الاحتراق)، والتفاعلية (تُقاس بالاستعداد للمشاركة في التفاعل)، والسمية (التي تظهر من خلال تعريض الكائن الحي لمادة كيميائية).

مجالات الاستخدام للخصائص الفيزيائية للمادة

تحديد المواد المناسبة لكل صناعة

يستخدم الزجاج في صناعة الأواني مثلاً، فهو قابل للتشكيل ومستقر ولا يتغير كيميائياً، وله أيضاً خاصية الشفافية، لذا فهو يستخدم في صناعة النوافذ.

فصل المواد

 يمكن استغلال الخصائص الفيزيائية للمادة في فصل المواد عن بعضها في خليط. على سبيل المثال، باستخدام خاصية نقطة الغليان، يمكن تعريض خليط من السوائل لدرجة حرارة معينة، ويتبخر السائل الذي يحتوي على أقل نقطة غليان، ويتكثف في المكثف ليتم تجميعه في دورق تجميع.

تحديد المواد

تتميز الأنواع المختلفة من المواد بخصائصها الفيزيائية، على سبيل المثال، المواد ذات نقاط الغليان والانصهار المنخفضة، والتي توصل تيارًا كهربائيًا أثناء انحلالها في محلول ولديها القدرة على التبلور، تسمى الأملاح، من المعادن النقية.

التغيير في الخصائص الفيزيائية للمادة

يحدث التغيير في الخصائص الفيزيائية للمادة دون أي تغييرات في تركيبتها الجزيئية، حيث لا يتغير نفس العنصر ونفس المركب حتى بعد تغيير إحدى خصائصه الفيزيائية، وفيما يلي بعض الأمثلة على التغييرات الفيزيائية في الخصائص الفيزيائية على النحو التالي:

• التغيرات في حالة المادة: تحدث التغييرات من مادة صلبة إلى مادة سائلة أو غازية، والعكس صحيح.
• المرونة والليونة: مثل القطع أو الثني أو الشد.

الخصائص الفيزيائية غير المميزة

النحاس يمكن تقطيعه إلى أشكال عديدة مثل الأسلاك على اللوحات الإلكترونية، وهناك العديد من الخصائص الفيزيائية التي تمت دراستها من قبل العلماء، ومن المعروف أن هذه الخصائص؛ هي من بين الخصائص التي تميز العديد من العناصر المختلفة.

 أنواع القياس في الفيزياء

قياس مع التحيز من الصفر

هنا، يتم تحديد القيمة المعيارية المعروفة مسبقًا، بحيث يكون الفرق بينها وبين القيمة المراد قياسها صفرًا. مثال على ذلك: “الميزان له راحتان” مع وحدة لإظهار عزم الدوران الناتج عن الأوزان الموجودة في كلتا الراحتين. هنا يتم استخدام مجموعة من الأوزان لمحاكاة وزن الشيء المراد قياسه. تُستخدم هذه الطريقة لتحديد المقاييس التي يصعب تحديدها كميًا، وهنا يتم استخدام المحاكاة للقيمة الأصلية، ليتم عرضها عبر القيم القياسية الأخرى التي يمكن تعيينها، ومثال على ذلك: مقياس زنبركي لقياس الوزن بمقياس محدد بالمليمترات، يتطلب استخدام هذا المقياس مقارنة قطع وزن معينة.

القياس المباشر

في القياس المباشر، تتم مقارنة قيمة القياس بطريقة لحظية عن طريق مقياس أو نقطة محددة من النظام، مثال بسيط على استخدام القياس المباشر: رمي مسطرة بالطول المراد قياسه وقراءة الطول منه بعد مقارنة طول الجسم به، وهذا النوع من القياس له دائمًا خطأ قياس معين، والذي غالبًا ما يكون لا مفر منه.

القياس غير المباشر

يستخدم هذا النوع من القياس عندما تكون هناك صعوبات معينة تجعل استخدام القياس المباشر غير ممكن، وعلى سبيل المثال، قياس مسافة القمر من كوكب الأرض، حيث نرى هنا استحالة استخدام القياس المباشر بشريط قياس، ولقياس هذه المسافة نستخدم هنا سرعة ارتداد الضوء أو موجات الراديو المنعكسة عن القمر، والتي تمكننا اليوم من حساب مسافة القمر من الأرض بمعدل خطأ لا يتجاوز بضعة ملليمترات.

بعض من المقادير الفيزيائية وأدوات قياسها

• الزخم: بواسطة مقياس التدفق الكتلي.
• القوة: بواسطة Kraft Aufnehmen.
• التوتر أو الجهد: يقاس بواسطة الفولتميتر.
• السرعة: يتم قياسها بواسطة عداد السرعة.
• التيار أو التدفق الكهربائي: يقاس بجلفانومتر.
• الطاقة المضيئة: لوكس متر لقياس وحدات الضوء.
• الوقت: هو محدد للاستخدام التقني بواسطة المؤقت.
• الطول / المسافة / العمق: يقاس بأدوات القياس عن بعد.
• درجة الحرارة: تقاس بميزان حرارة أو مزدوجة حرارية.
• الرطوبة (الهواء، النسبية، المطلقة): تقاس بجهاز الرطوبة.
• مستوى الصوت: بواسطة مقياس الارتفاع Schallpegelmessgerät.
• القوة المغناطيسية: بواسطة مقياس المغناطيسية، يوجد حبار لقياس قيمة واتجاه القوة المغناطيسية بدقة.
• الضغط: باستخدام مقياس ضغط، أو مقياس ضغط جوي، أو شريط الالتواء.

أسئلة شائعة

ما هي خواص المادة؟

خصائص المواد هي سمات مميزة لكل مادة، ويتم تعريفها على أنها غير كمية (لا تختلف وفقًا لكمية المادة)، ويمكن غالبًا وصفها كميًا، من خلال وحدات القياس التي تمكننا من مقارنة المواد وترتيبها وفقًا لكل خاصية، مما يساعد في اختيار المادة حسب المواصفات المطلوبة.

ما هي الخصائص الفيزيائية للمادة؟

الكثافة هي خاصية مادية للمادة، حيث إن كل عنصر ومركب له كثافة فريدة مرتبطة به، ويتم تعريف الكثافة بطريقة نوعية على أنها مقياس “الثقل” النسبي للأجسام ذات الحجم الثابت، على سبيل المثال: الصخرة هي من الواضح أنها أكثر كثافة من قطعة ورق مجعدة من نفس الحجم وكوب الستايروفوم أقل كثافة من كوب السيراميك.

ما هي خصائص الحديد النقي؟

كثافة الحديد تتشكل عند حرارة 25 درجة مئوية، أي ما يساوي 7.870 جم/سم مكعب، بينما تبلغ الكثافة عند نقطة الانصهار للحديد 6.98 جم / سم مكعب، وتساوي نقطة الانصهار له 1811 كلفن.

هل الاشتعال خاصية فيزيائية؟

حرارة الاحتراق وقابلية الاشتعال من أهم الخواص الكيميائية التي يجب معرفتها، حيث تساهم هاتان الخاصيتان في معرفة مسار التفاعلات الكيميائية بشكل كبير، وتساهم في تحديد الشروط الواجب تطبيقها على التفاعل.

ما هي بعض الأمثلة على الخصائص الفيزيائية للمادة؟

حالات المادة الثلاث: سائلة، وصلبة، وغازية، ونقطة الغليان، ونقطة الانصهار، ومعدل التبخر.

هل احتراق الأخشاب تغيير فيزيائي؟

احتراق الخشب هو تغيير فيزيائي أو كيميائي ينتج عن حرق الأخشاب مواد جديدة مثل الرماد وثاني أكسيد الكربون والحرارة والضوء وبخار الماء، وهذا التغيير في المكونات لا رجوع فيه لأنه يستلزم تغييرًا كيميائيًا، والتغيير المادي هو قطع الخشب إلى قطع صغيرة، ولا يوجد تغيير في التكوين الأصلي للخشب.