يمكن لحالات المادة للأطفال أن تصبح حية في صباح واحد. أظهرت لطفلي كيف يمكن للماء أن يكون صخرة، رشفة، وسحابة في يوم واحد. تلك اللحظة الصغيرة حولت حقيقة إلى لحظة بطل علمي صغير.
ما تعنيه حالات المادة
المادة هي أي شيء له كتلة ويشغل حيزًا. الحالات الثلاث الكلاسيكية هي الصلبة، السائلة، والغازية. تحتفظ المواد الصلبة بشكلها. تأخذ السوائل شكل الحاوية. تنتشر الغازات لملء المساحة. من المثير للاهتمام، أن الماء فريد بين المواد لأنه يوجد بشكل طبيعي في الحالات الثلاث الشائعة للمادة – الصلبة، السائلة، والغازية – تحت الظروف الجوية القياسية للأرض، مما يجعله مثالًا رائعًا للأطفال الذين يتعلمون عن هذه المفاهيم وفقًا لمركز التعلم العلمي.
صورة سريعة للجسيمات
في المواد الصلبة، تجلس الجسيمات بالقرب وتهتز. في السوائل، تبقى الجسيمات قريبة ولكنها تنزلق بجانب بعضها البعض. في الغازات، تتحرك الجسيمات بعيدًا وتتحرك بحرية. هذه الصور البسيطة تساعد الأطفال على تخيل الممثلين الصغار.
كيف يغير الحرارة والضغط حالات المادة للأطفال
تضيف الحرارة الطاقة ويمكن أن تذيب المواد الصلبة إلى سوائل. يمكن للحرارة أيضًا أن تبخر السوائل إلى غازات. التبريد يزيل الطاقة ويفعل العكس. هذه التغييرات لها أسماء مثل الذوبان والتجميد.
استخدم هذه الكلمات القصيرة مع الأطفال:
- الذوبان والتجميد
- التبخر والتكثيف
- التسامي والترسيب
يغير الضغط أيضًا السلوك. على سبيل المثال، يزيد الضغط العالي من نقطة غليان السائل. يقلل الضغط المنخفض منها.
ما وراء الثلاثة: البلازما وحالات غريبة
هناك حالة رابعة شائعة تسمى البلازما. البلازما هي غاز مؤين وهي الحالة الأكثر شيوعًا للمادة المرئية في الكون، حيث تشكل أكثر من 99% منها وفقًا لوكالة ناسا. ترى البلازما في البرق، اللهب، وعلامات النيون. أطلق إرفينغ لانغموير اسم البلازما في أوائل القرن العشرين.
توجد حالات غريبة أخرى أيضًا. تعمل مكثفات بوز-آينشتاين كجسم كمي واحد في درجات حرارة منخفضة جدًا. في عام 1995، أنشأ العلماء إريك كورنيل وكارل ويمان أول مكثف بوز-آينشتاين عن طريق تبريد عينة من الروبيديوم إلى درجات قليلة فوق الصفر المطلق كما ذكر من قبل جائزة نوبل. السوائل فوق الحرجة تمزج بين السائل والغاز فوق درجة حرارة وضغط حرجة. في عام 2021، اكتشف الباحثون حالة جديدة من المادة تسمى ‘الزجاج السائل’، والتي تظهر خصائص بين تلك الخاصة بالصلب والسائل وفقًا لـ Live Science.
عروض بسيطة وآمنة لإثارة الفضول
تجعل العروض القصيرة الفكرة ثابتة. جرب هذه مع إشراف الكبار والعناية.
- قم بإذابة مكعب ثلج في الأيدي الدافئة واستمع إلى صوت هسهسة صغيرة.
- شاهد تكثف يتشكل على زجاج بارد.
- اصنع الأوبليك بالنشا والماء: جزء واحد من الماء إلى جزئين من النشا. اضغط بسرعة وستشعر وكأنه صلب. اضغط ببطء وسيتدفق.
الجليد الجاف مثير لأنه يتسامى. لكن تعامل مع الجليد الجاف فقط بالقفازات الثقيلة ورعاية الكبار. لا تلمس البخار أبدًا. لا تدع التجارب تقترب من الأفواه، المقابس، أو الأواني الساخنة. السلامة أولاً، دائمًا.
نزهة المحقق اليومية
في نزهة لمدة خمس دقائق، اطلب من الأطفال الإشارة إلى صلب، سائل، وغاز. ستسمع صوت كسر الجليد وصوت هسهسة البخار الصغير. الملاحظات الصغيرة تبني فضولًا كبيرًا.
أدوات للعلماء الصغار
استخدم الرسوم البيانية للجسيمات ورسوم متحركة بسيطة لتغيير الحالة. احتفظ بدفتر صغير للملاحظات. ارسم ما تراه وستتبع الكلمات. هذه الخطوات الصغيرة تساعد الأطفال على التعلم والتذكر.
اقرأ أو استمع إلى قصة عن حالات المادة الآن: للأطفال من 3-5 سنوات, للأطفال من 3-5 سنوات, للأطفال من 6-8 سنوات, للأطفال من 8-10 سنوات, وللأطفال من 10-12 سنة.
جرب هذا الليلة: كن محقق علمي صغير وشارك ما تلاحظه. لمزيد من المفاهيم والقصص الملائمة للأطفال، استكشف قسم التعلم في Storypie.
