بعد الدرس الأول (التحول الفيزيائي والتحول الكيميائي) يأتي في فيزياء السنة الثانية متوسط درس انحفاظ الكتلة. والعلوم الفيزيائية تعتمد على التجارب، ولذلك يقدم الدرس تجارب مع الاستنتاج والخلاصة وتذكير بما سبق. تعرض الصفحة التجارب ثم القاعدة، وتنتهي بتمارين.
تذكير: التحولان
| التحول | التعريف | هل تتغير المادة؟ | أمثلة |
|---|---|---|---|
| فيزيائي | تتغير حالة المادة أو شكلها دون أن تتغير طبيعتها | لا | انصهار الجليد، تبخر الماء |
| كيميائي | تتغير طبيعة المادة فتتكون مواد جديدة | نعم | احتراق الخشب، صدأ الحديد |
ومن علامات التحول الفيزيائي أنه عكوس: نستطيع الرجوع إلى الحالة الأصلية.
التجربة 1: انصهار الجليد (تحول فيزيائي)
- نضع إناء فيه قطع جليد على ميزان إلكتروني: كتلته 50 g.
- ننتظر حتى ينصهر الجليد ويصير ماء.
- نزن الماء الناتج: الكتلة 50 g أيضا.
الاستنتاج
الكتلة لم تتغير أثناء الانصهار. إذن الكتلة تنحفظ في التحول الفيزيائي.
ونعرف أنه تحول فيزيائي لأننا نستطيع الرجوع إلى الحالة الأولى: إذا وضعنا الماء في البراد (خفضنا الحرارة) عاد جليدا، والكتلة تبقى محفوظة.
التجربة 2: تفاعل كيميائي في وعاء مغلق
مثال: نمزج مادتين في دورق مغلق فيحدث بينهما تفاعل كيميائي (تغير لون، أو تصاعد غاز، أو راسب)، ونزن الدورق قبل التفاعل وبعده: الكتلة ثابتة.
الاستنتاج
الكتلة تنحفظ أيضا في التحول الكيميائي ما دام الوعاء مغلقا، فلا تضيع الغازات.
ماذا لو كان الوعاء مفتوحا؟
قد نلاحظ أن الكتلة تنقص في الوعاء المفتوح لأن غازا ينتج عن التفاعل ويتسرب إلى الهواء. ومع ذلك فالكتلة محفوظة إذا أحصينا الغاز الذي هرب. وبالعكس قد تزداد الكتلة إذا امتصت المادة غازا من الهواء، كاحتراق المعدن مع الأكسجين.
القاعدة العامة (قاعدة لافوازييه)
«لا شيء يضيع، ولا شيء يخلق، كل شيء يتحول»
أي أن مجموع كتل المواد المتفاعلة يساوي مجموع كتل المواد الناتجة:
m (المتفاعلات) = m (النواتج)
جدول الخلاصة
| التجربة | نوع التحول | الكتلة قبل | الكتلة بعد | النتيجة |
|---|---|---|---|---|
| انصهار الجليد | فيزيائي | 50 g | 50 g | محفوظة |
| تفاعل في وعاء مغلق | كيميائي | م | م | محفوظة |
مثال محلول
في تفاعل كيميائي، تفاعل 4 g من مادة أ مع 6 g من مادة ب. ما كتلة النواتج؟
- كتلة المتفاعلات:
4 + 6 = 10 g. - بانحفاظ الكتلة: كتلة النواتج
10 g.
تمارين
- ما كتلة الماء الناتج من انصهار
120 gمن الجليد؟ (120 g) - هل ينحفظ شيء آخر في التحول الفيزيائي إضافة للكتلة؟ (نوع المادة، لأن طبيعتها لا تتغير)
- لماذا تنقص الكتلة أحيانا في وعاء مفتوح؟ (لتسرب غاز ناتج)
- إذا كانت كتلة النواتج
15 gوإحدى المتفاعلات9 g، فما كتلة المتفاعل الآخر؟ (6 g)
نصائح
- استعمل الوعاء المغلق عند التجربة لتتأكد من الانحفاظ.
- اكتب دائما قيمة الكتلة قبل التحول وبعده.
- اربط كل تجربة بنوع التحول.
أخطاء شائعة
- القول إن الكتلة تتغير في الانصهار.
- نسيان الغازات المتسربة عند الوزن.
- الخلط بين الانحفاظ والثبات في الحجم.
أسئلة يطرحها الأولياء
س: كم من الوقت أخصص لمراجعة هذا الدرس؟ ج: عشرون دقيقة يوميًا لمدة ثلاثة أيام تكفي، مع تمرينين في اليوم الرابع للتأكد من الفهم.
س: ابني يعرف الدرس لكنه يخطئ في الاختبار، لماذا؟ ج: غالبًا بسبب التسرع أو عدم قراءة التعليمة جيدًا. درّبه على قراءة السؤال مرتين وتسطير الكلمات المهمة قبل الإجابة، وعلى مراجعة الجواب في آخر الحصة.
س: هل أعتمد على الكتب الخارجية؟ ج: يمكن الاستعانة بها بعد إتقان الكتاب المدرسي، والأهم أن يفهم الطفل لا أن يحل أكبر عدد من التمارين.
كيف أتحقق من أن الدرس قد فهم؟
اطلب من ابنك أن يشرح الدرس لك أو لأخيه الأصغر بكلماته، وأن يعطي مثالًا من عنده، وأن يحل تمرينًا لم يره من قبل. فإذا استطاع ذلك فقد فهم، وإن تردد فعد معه إلى الأمثلة الملموسة ثم أعد التجربة.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ محمد لعناصري في فيديو «انحفاظ الكتلة للسنة الثانية متوسط» هذا الدرس في نحو ست عشرة دقيقة.