تغییر حجمی ماده ها
(دگرگونی گنجایشی / جایگیری چیزها)
Change of Volume of Matters
چطور چیزها / ماده ها تغییر حجم می دهند؟
،بطوری که دانسته شده، چیزها / ماده ها از حیث دما – گرمی و سردی – مانند یکدیگر نیستند و از این رو
چیزی را که گرم تر می باشد، گفته می شود دمایش بیشتر است و چیزی را که سردتر می باشد، گفته می شود
.دمایش کمتر است
دگرگونی دما موجب انبساط / انقباض ماده ها می شوند و جایی را که می گیرند و اشغال می کنند، کم و زیاد
.می شود. به عبارت دیگر حجم / اندازه جای آنها دگرگونی پیدا می کند
:آزمایش و تجربه – ۱
:چیزهای مورد نیاز آزمایش
دو عدد پایه – *
یک قطعه سیم – **
چراغ شعله دار – ***
وزنه – ****
چوب پنبه – *****
:روش آزمایش
نخست دو پایه را با فاصله ای ازهم روی میز قرار داده و قطعه سیم بین آن دو بسته شود. یک قطعه سیم کوچک
هم خم کرده و یک سر آن در چوب پنبه فرو برده شود و بطوری که بین دو پایه و زیر سیم قرار گیرد، روی میز
.گذاشته شود. وزنه را هم به میان سیم طوری آویزان گردد که ته آن روی قطعه سیم خم شده قرار گیرد
سپس با شعله چراغ سیم گرم شود. مشاهده می گردد که وزنه پایین می رود تا به سیم خم شده می رسد. زیرا
.با گرم شدن سیم طول سیم افزایش یافته و شل شده است و پایین رفتن وزنه این افزایش را نشان می دهد
اما انقباض و انبساط بعضی از ماده های جامد به اندازه ای کم است که برای تشخیص آنها، باید از ابزار ویژه ای
استفاده کرد. مانند اینکه در آزمایش بالا، تنها افزایش طول سیم دیده شد، ولی با اندازه گیری دقیق آشکار
.می گردد که قطر سیم نیز افزایش یافته است
:آزمایش و تجربه – ۲
:چیزهای مورد نیاز آزمایش
یک پایه با گیره – *
یک تکه نخ – **
چراغ شعله دار – ***
لوله آزمایش – ****
لوله شیشه ای – *****
مقداری آب رنگین – ******
یک چوب پنبه به اندازه در لوله آزمایش – *******
:روش آزمایش
نخست لوله شیشه ای را از میان چوب پنبه گذرانده و پس از ریختن آب رنگین داخل لوله آزمایش، بر در لوله
.آزمایش که با گیره پایه نگه داشته شده، قرار داده شود
سپس تکه نخ بر روی لوله شیشه ای در جایی که آب در آن بالا آمده، گره زده شود تا اندازه سطح آب در
.لوله ی شیشه ای دانسته شده باشد
چراغ شعله دار زیر لوله آزمایش قرار داده شود تا کم کم آب رنگین درون آن گرم گردد. مشاهده می شود – *
که با گرم شدن آب رنگین درون لوله آزمایش، سطح آب در لوله شیشه ای بالاتر از جایی که نخ گره خورده
.می رود. یعنی آب با گرفتن گرما منبسط شده، حجم آن زیاد می شود و جای بیشتر می گیرد
چراغ شعله دار را خاموش کرده تا کم کم آب رنگین درون سرد گردد. مشاهده می شود که با سرد شدن آب – **
درون لوله آزمایش، سطح آب در لوله شیشه ای پایین می رود تا به جایی که نخ گره خورده می رسد. یعنی آب
.با از دست دادن گرما و سرد شدن، منقبض شده، حجم آن کم می شود و جای کمتر می گیرد
:آزمایش و تجربه – ۳
:چیزهای مورد نیاز آزمایش
یک پایه با گیره – *
یک ظرف با آب رنگین – **
چراغ شعله دار – ***
لوله ی آزمایش / بالون ته گرد – ****
لوله شیشه ای – *****
یک چوب پنبه – ******
:روش آزمایش
سپس با چراغ شعله دار لوله آزمایش / بالون ته گرد گرم شود. پس از مدت زمانی مشاهده می گردد که از سر
لوله ی شیشه ای که در ظرف آب رنگین قرار دارد، حباب های هوا بیرون می آید، زیرا هوای داخل لوله ی
آزمایش / بالون ته گرد بر اثر گرمای چراغ شعله دار منبسط شده و حجمش زیاد می شود، بطوری که مقداری
.از آن به شکل حباب از راه لوله شیشه ای بیرون می آید
آیا پس از آزمایش های بالا می توان گفت که هر ماده ای – جامد، مایع و یا گاز – با افزایش دمایش منبسط و
با کاهش دمای آن منقبض می شود؟
این بیان را هنگامی می توان پذیرفت که آزمایش هایی دیگر با ماده های مختلف انجام داد تا یقین شود که در
همه آنها دگرگونی پدید می آید. زیرا درست نیست که تنها از یک یا چند آزمایش نتیجه گرفت که همه ماده ها
.با گرما گرفتن، منبسط و با از دست دادن گرما، منقبض می شوند
از این رو، دانشمندان با ماده های گوناگون آزمایش های فراوان کرده اند تا دریابند که افزایش یا کاهش گرما
:در چیزها / ماده ها، چه دگرگونی هایی در حجم / اندازه جای آنها پدید می آورد و به این نتیجه رسیده اند که
تقریباً / کم و بیش همه ماده ها، هنگامی که گرم می شوند، جای بیشتر و
هنگامی که سرد می شوند، جای کمتر می گیرند
در بیان بالا، علت اینکه واژه تقریباً / کم و بیش به کار برده شده، برای این است که این بیان به دست آمده از
آزمایش های گوناگون، گاهی استثناء دارد و ماده هایی وجود دارند که تابع این اصل نیستند. مانند آب که اگر
،سرد شود، تا دمای ۴ درجه سانتیگراد – همانند دیگر ماده ها – منقبض می گردد، اما چنانچه سردتر شود
.منبسط گردیده و حجمش زیاد می شود تا به دمای صفر درجه سانتیگراد برسد و به حالت یخ درآید
:جستار پیوسته پیشین
