تغییر فیزیکی چیست؟ [نمونه و مثال برای تغییرات فیزیکی در اطراف]

در کتاب علوم پایه پنجم، مبحثی به نام تغییرات فیزیکی داریم. درک مفهوم آن ممکن است برای بسیاری از دانش آموزان سخت باشد. اما اگر مثال هایی ساده از آن را بخوانید می توانید بهتر آن را درک کنید. در این نوشته از ستاره ضمن تعریف تغییرات فیزیکی، مثال هایی از آن را نیز بیان می کنیم. 

تغییرات فیزیکی چیست؟

تغییر فیزیکی (انگلیسی: Physical change) یا پدیده‌های فیزیکی، به تغییراتی اطلاق می‌شود، که بر شکل یک ماده شیمیایی تأثیر می‌گذارد، اما ترکیب شیمیایی آن را تغییر نمی‌دهد. تغییرات فیزیکی اغلب برای جداسازی ترکیبات اصلی مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای جدا کردن این ترکیبات از عناصر و ترکیبات پایه اغلب از تغییرات شیمیایی استفاده می‌شود. در تغییرات فیزیکی، تغییری در آرایش الکترونی اتم‌ها در مولکولها صورت نمی‌گیرد و ماهیت شیمیایی ماده نیز تغییر نمی‌یابد و تنها حالت فیزیکی ماده دچار تغییر می‌شود. تغییرات حالت‌های مختلف مواد مانند ذوب، انجماد، تبخیر، میعان، تصعید و تقطیر، همچنین انحلال نمک‌ها، بازها و مواد آلی در آب، پدیده‌های فیزیکی محسوب می‌شوند.

این در تضاد با مفهوم تغییر شیمیایی است که در آن ترکیب یک ماده تغییر می کند. به طور کلی یک تغییر فیزیکی با استفاده از ابزارهای فیزیکی برگشت پذیر است. به عنوان مثال ، نمک محلول در آب را می توان با تبخیر آب بازیافت کرد. این موارد در مبحث تعریف تغییر فیزیکی کلاس پنجم شرح داده شده است. 

به عنوان مثال آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است . آب تنها ماده شناخته شده روی زمین است که به طور طبیعی در سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. برای تغییر بین این حالت ها، آب باید دستخوش تغییرات فیزیکی شود. وقتی آب یخ می زند، سخت و کم چگال می شود، اما هنوز از نظر شیمیایی تغییری نکرده است. قبل و بعد از تغییر همان تعداد مولکول آب وجود دارد و خواص شیمیایی آب ثابت می ماند.

تغییر فیزیکی به طور معمول بر وضعیت ماده تأثیر می گذارد و می تواند برگشت ناپذیر یا برگشت پذیر باشد. درک تفاوت بین تغییر شیمیایی و فیزیکی مهم است. برخی تغییرات واضح هستند اما برخی از آنها به سختی قابل تشخیص می باشد. تغییرات فیزیکی معمولاً مربوط به حالات فیزیکی ماده است. به این موارد در مبحث تغییر فیزیکی را تعریف کنید علوم پنجم اشاره شده است. برای درک بهتر تفاوت تغییرات فیزیکی و شیمیایی نیز می توانید مطلب تفاوت تغییرات فیزیکی و شیمیایی چیست را در ستاره بخوانید. 

پیشنهاد: در ستاره می توانید مطالب مفید دیگری مانند رنگین کمان چگونه تشکیل می شود و چرا بعضی فرفره های چرخان دیرتر به زمین می رسند را نیز ببینید. 

تغییرات فیزیکی باعث چه تغییراتی می شود؟

تغییرات فیزیکی فقط باعث تغییر در خصوصیات ظاهری ماده می شود. برخی از تغییرات متداول عبارتند از:

تغییر بافت

بافت یک ماده را با انجام یک سری از کار ها می توانید تغییر دهید . به عنوان مثال ، اگر یک تکه چوب را سنباده ، واکس و صیقل بزنید ، بافت بسیار متفاوتی از آنچه در ابتدا به عنوان تکه چوب خشن داشت ایجاد می کنید.

تغییر رنگ

تغییر رنگ ماده لزوماً نشانه تغییر شیمیایی نیست. به عنوان مثال ، تغییر رنگ یک فلز ، خصوصیات فیزیکی آن را تغییر نمی دهد. با این حال ، در یک واکنش شیمیایی ، تغییر رنگ معمولاً شاخصی است که رخ دادن واکنش را نشان می دهد. نقاشی ماشین نمونه ای از این تغییر است زیرا فقط رنگ فلز تغییر میکند در حالی که ترکیبات فلز ثابت است.

تغییر درجه حرارت

ما نمی توانیم تغییر دما را ببینیم ، مگر اینکه تغییری در حالت ماده رخ دهد ، این یک تغییر فیزیکی است.

تغییر شکل

شکل یک شی را می توان به هر حالتی که می خواهیم تغییر دهیم در حالی که ترکیب شیمیایی آن ثابت است . به عنوان مثال ، کسی کاغذی را به شکل خاصی در بیاورد هنوز از نظر شیمیایی تغییری در کاغذ ایجاد نشده است.

تغییر حالت

وقتی یخ به آب تبدیل می شود، شکل جامد خود را حفظ نمی کند و به مایع تغییر حالت می دهد درحالی که ترکیب شیمیایی آن ثابت است. شاید متوجه نشوید که هر روز نمونه هایی از تغییر فیزیکی را مشاهده می کنید.

نمونه هایی از تغییرات فیزیکی

در این حالت هیچ گونه ماده شیمیایی جدیدی ایجاد نمی شود. تغییر حالت یک ماده خالص بین فازهای جامد ، مایع و گاز همگی تغییرات فیزیکی هستند زیرا هویت ماده تغییر نمی کند.

• مچاله کردن یک ورق یا کاغذ (نمونه خوبی از یک تغییر فیزیکی برگشت پذیر است )
• شکستن یک شیشه (ترکیب شیمیایی شیشه ثابت مانده است)
• انجماد آب در یخ ( فرمول شیمیایی تغییر نکرده است)
• خرد کردن سبزیجات (برش مولکول ها را جدا می کند ، اما آنها را تغییر نمی دهد)
• حل کردن قند در آب (شکر با آب مخلوط می شود ، اما مولکول ها تغییر نمی کنند و ممکن است با جوشاندن آب بازیافت شوند)
• تغییر شکل فولاد (چکش کاری فولاد باعث تغییر ترکیب آن نمی شود ، اما خصوصیات آن از جمله سختی و انعطاف پذیری را تغییر می دهد)
• تبخیر الکل
• تصعید یخ خشک به بخار دی اکسید کربن

در ادامه نمونه هایی از تغییرات فیزیکی را به تفکیکی مکان، موقعیت و شرایط بازگو می کنیم:

نمونه هایی از تغییرات فیزیکی روزمره

تغییر فیزیکی آب به راحتی در خانه ، محل کار یا حتی در طبیعت قابل مشاهده است.

• یک مکعب یخ در نوشیدنی شما در آب ذوب می شود
• منجمد کردن آب برای ایجاد تکه های یخ
• آب جوش در حال تبخیر شدن
• بخار آب روی آینه
• قطعه قطعه شدن کارت اعتباری قدیمی
• کوتاه کردن موهای
• تیز کردن نوک مداد
• خرد کردن کاغذ
• برش یک تی شرت قدیمی
• رنگ کردن مو

نمونه هایی از تغییرات فیزیکی در آشپزخانه شما

آشپزخانه شما یکی از رایج ترین مکان هایی است که احتمالاً شاهد تغییرات فیزیکی به طور منظم هستید.

• پختن ماکارونی و نرم شدن آن
• حل شدن شکر در چای
• فریز کردن میوه در یخچال
• ذوب شدن گوشت خام یخ زده
• خرد کردن سبزیجات مورد نیاز
• ذوب کردن شکلات برای تهیه کیک
• افزودن شیر به غلات

نمونه هایی از تغییرات فیزیکی در فضای باز

عناصر طبیعی مانند خورشید و باران می تواند خصوصیات فیزیکی اشیا طبیعی و ساخته شده توسط انسان را تغییر دهد. حتی ممکن است خودتان باعث این اتفاق شوید.

• کم رنگ شدن یک صندلی پلاستیکی
• سنباده زدن چوب
• مخلوط کردن خاک و آب برای ایجاد گل
• خم کردن سیم
• گره زدن طناب

تغییرات فیزیکی مضر

یک ماده می تواند دستخوش تغییرات فیزیکی و شیمیایی شود. این تغییرات می تواند باعث تغییر شکل یک ماده یا تبدیل به یک ماده کاملاً متفاوت شود. تفاوت اصلی بین تغییر فیزیکی و شیمیایی این است که یک تغییر فیزیکی ترکیب شیمیایی یک ماده را تغییر نمی دهد در حالی که یک تغییر شیمیایی ترکیب شیمیایی مواد را تغییر می دهد.

تفاوت های مختلف دیگری نیز از نظر تولید و جذب انرژی وجود دارد. قابل توجه ترین آنها این است که تغییرات فیزیکی موقتی و به راحتی قابل برگشت است در حالی که تغییرات شیمیایی دائمی و غیرقابل برگشت است.

انجماد ما را قادر می سازد تا گوشت و سایر غذاها را در مدت زمان طولانی ذخیره و نگهداری کنیم. میکروارگانیسم ها، آنهایی که باعث فساد غذا می شوند، از مکان های سرد متنفرند. از ذوب در صنایع فلزی برای قالب گیری قوطی، مبلمان، ظروف و شمشیر استفاده می شود. برخی از اسباب بازی ها نیز با ذوب شدن قالب گیری می شوند. این موارد جزء تغییرات فیزیکی خوب محسوب می شوند.

تبخیر بخش مهمی از چرخه آب است. اگر همه مناطق روی زمین تبخیر نشوند و به عنوان ابر در آسمان به بخار آب تبدیل نشوند، بازیافت نمی شوند. تراکم در تبدیل بخار آب به قطرات آب ذخیره شده در ابرها مهم است. گازهای گلخانه ای، مانند دی اکسید کربن و مونوکسید کربن، به طور طبیعی در جو یافت می شوند. اما هنگامی که دی اکسید کربن و مونوکسید کربن بیش از حد ایجاد می شود، گرمای تولید شده توسط سیاره زمین به دام می افتد که باعث گرم شدن کره زمین می شود. باران اسیدی یک آلودگی اسیدی از آب باران است که می تواند به محیط زیست ما آسیب برساند. تخریب لایه اوزون مشکل فیزیکی دیگری است. اکنون لایه ازن به دلیل تغییرات شیمیایی به میزان قابل توجهی کاهش یافته است و این مسئله باعث می شود پرتوهای مضر خورشید بیشتر به زمین برسند.