الوحدة الخامسة المادة علوم رابع

ما هي المادة؟ المادة هي كل شيء له كتلة ويشغل حيزاً في المكان. كل ما نراه حولنا هو مادة: الكتاب، القلم، الماء، الهواء، الحجر، وغيرها.

للمادة خصائص يمكن قياسها مثل: الكتلة، الحجم، والكثافة.

الكتلة والوزن (Mass and Weight):

• الكتلة (Mass): هي كمية المادة في الجسم. وحدة قياس الكتلة هي الجرام (g) أو الكيلوجرام (kg). الكتلة ثابتة لا تتغير بتغير المكان. تقاس بالميزان ذي الكفتين.
• الوزن (Weight): هو قوة جذب الأرض للجسم. وحدة قياس الوزن هي النيوتن (N). الوزن يتغير بتغير المكان (على القمر يكون أقل). يختلف الوزن عن الكتلة.

الحجم والكثافة (Volume and Density):

• الحجم (Volume): هو الحيز الذي تشغله المادة في المكان. وحدة قياس الحجم للمكعبات هي السنتيمتر المكعب (cm³) أو المتر المكعب (m³)، وللسوائل اللتر (L) أو المليلتر (ml). يقاس حجم السوائل بالمخبار المدرج.
• الكثافة (Density): هي كتلة المادة مقسومة على حجمها. الكثافة = الكتلة ÷ الحجم.
• الطفو والغرق (Floating and Sinking): الأجسام الأقل كثافة من الماء تطفو، والأجسام الأكثر كثافة من الماء تغرق. مثال: الفلين يطفو (كثافته أقل من الماء)، الحديد يغرق (كثافته أكبر من الماء).

نشاط استكشافي (كيف نقيس الكتلة والحجم؟)

الأدوات: ميزان ذو كفتين، مخبار مدرج، حجر صغير، ماء.

الخطوات:

1. ضع الحجر على الميزان ذي الكفتين. ما كتلته؟ ______ جراماً.
2. ضع كمية من الماء في المخبار المدرج، وسجل حجم الماء. ______ مل.
3. أنزِل الحجر بلطف في المخبار. ما حجم الماء الجديد؟ ______ مل.
4. احسب حجم الحجر (حجم الماء الجديد – حجم الماء الأصلي). ______ مل.

الاستنتاج: الكتلة تقاس بالميزان، والحجم يقاس بالمخبار المدرج.

أقرأ الشكل: انظر إلى صورة المخبار المدرج. ما حجم السائل الظاهر؟
الإجابة: (حسب الصورة المعروضة).

أفكر وأتحدث وأكتب: ما الفرق بين الميزان ذي الكفتين والميزان النابضي؟
الإجابة: الميزان ذو الكفتين يقيس الكتلة (كمية المادة)، والميزان النابضي يقيس الوزن (قوة الجاذبية).

ما هو التغير الفيزيائي؟ هو تغير في شكل أو حجم أو حالة المادة دون أن تتحول إلى مادة جديدة. يمكن عكس التغير الفيزيائي بسهولة.

أمثلة على التغيرات الفيزيائية: تمزيق الورق، ثني السلك، ذوبان الثلج، غليان الماء، تقطيع الخشب.

حالات المادة الثلاث (States of Matter):

• الصلبة (Solid): لها شكل وحجم ثابتان. جزيئاتها متقاربة ومتراصة.
• السائلة (Liquid): ليس لها شكل ثابت (تأخذ شكل الوعاء) ولها حجم ثابت. جزيئاتها متباعدة قليلاً.
• الغازية (Gas): ليس لها شكل ثابت ولا حجم ثابت (تنتشر لتملأ المكان). جزيئاتها متباعدة جداً.

تأثير الحرارة في تغير حالة المادة:

• الانصهار (Melting): تحول المادة الصلبة إلى سائلة عند التسخين. (مثال: ذوبان الثلج عند تركه خارج الثلاجة)
• التجمد (Freezing): تحول المادة السائلة إلى صلبة عند التبريد. (مثال: تجمد الماء في الثلاجة)
• التبخر (Evaporation): تحول المادة السائلة إلى غاز عند التسخين. (مثال: غليان الماء وتحوله إلى بخار)
• التكثف (Condensation): تحول المادة الغازية إلى سائلة عند التبريد. (مثال: تكون قطرات الماء على كوب الماء البارد)

تجربة (ألاحظ أثر الحرارة في المادة):

الأدوات: مكعب ثلج، وعاء، مصدر حرارة.

الخطوات: ضع مكعب الثلج في الوعاء وسخنه.

ملاحظات: يذوب الثلج (انصهار) ثم يتحول الماء إلى بخار (تبخر).

الاستنتاج: الحرارة تغير حالة المادة من صلبة إلى سائلة إلى غازية.

تمدد المواد وانكماشها بالحرارة والبرودة:

• التمدد (Expansion): عند تسخين المادة، تزداد حركة جزيئاتها، فتشغل حيزاً أكبر. (مثال: تمدد الزئبق في الترمومتر، تمدد الأسلاك الكهربائية في الصيف)
• الانكماش (Contraction): عند تبريد المادة، تقل حركة جزيئاتها، فتشغل حيزاً أصغر. (مثال: انكماش الأسلاك الكهربائية في الشتاء، انكماش البالون في الثلاجة)

أفكر وأتحدث وأكتب: ما الفرق بين الانصهار والتبخر؟
الإجابة: الانصهار تحول من صلب إلى سائل، والتبخر تحول من سائل إلى غاز.

ما هو المخلوط؟ هو مزيج من مادتين أو أكثر اختلطت معاً مع بقاء كل مادة على خصائصها الأصلية. يمكن فصل مكونات المخلوط بطرق فيزيائية.

أمثلة على المخاليط: سلطة الخضروات، الماء والرمل، الهواء (مخلوط غازات)، الماء والملح.

أنواع المخاليط:

• مخلوط غير متجانس (Heterogeneous): يمكن رؤية مكوناته بالعين المجردة (مثل: سلطة خضروات، رمل وماء).
• مخلوط متجانس (Homogeneous – محلول): تختلط مكوناته بشكل كامل ولا يمكن تمييزها بالعين المجردة (مثل: الماء والملح، الماء والسكر، العصير).

المحاليل (Solutions):

• المذاب (Solute): المادة التي تذوب (مثل: الملح، السكر).
• المذيب (Solvent): المادة التي تذيب المذاب (مثل: الماء).
• الذوبان (Dissolving): عملية اختلاط المذاب بالمذيب لتكوين المحلول.

العوامل التي تزيد من سرعة الذوبان:

• تحريك المحلول: التقليب يزيد من تصادم جزيئات المذاب والمذيب.
• تسخين المحلول: الحرارة تزيد من حركة الجزيئات.
• طحن المذاب: زيادة مساحة السطح المعرض للمذيب.

طرق فصل المخاليط:

• الترشيح (Filtration): فصل المواد الصلبة غير الذائبة عن السوائل باستخدام ورق الترشيح. (مثال: فصل الرمل عن الماء)
• التبخير (Evaporation): فصل المذاب الصلب عن المحلول بتسخين المحلول حتى يتبخر المذيب. (مثال: فصل الملح عن الماء)
• المغناطيس (Magnetism): فصل المواد المغناطيسية عن غير المغناطيسية. (مثال: فصل برادة الحديد عن الرمل)
• الغربلة (Sieving): فصل المواد ذات الأحجام المختلفة. (مثال: فصل الدقيق عن النخالة)

نشاط (كيف يمكنني فصل مكونات المخلوط؟)

لديك مخلوط من (رمل + برادة حديد + ملح + ماء). كيف تفصل كل مكون؟

الخطوات:

1. استخدم المغناطيس لفصل برادة الحديد.
2. قم بالترشيح لفصل الرمل عن الماء المالح.
3. سخن الماء المالح لتبخير الماء والحصول على الملح.

مراجعة الفصل السادس (قياس المادة وتغيرها)

سؤال 1 (أكمل الفراغات بالمصطلح العلمي المناسب):
1. كمية المادة في الجسم تسمى ______.
2. الحيز الذي تشغله المادة في المكان يسمى ______.
3. تحول الجليد إلى ماء يسمى ______.
4. تحول الماء إلى بخار يسمى ______.
5. المخلوط المتجانس يسمى ______.
الإجابة: الكتلة / الحجم / الانصهار / التبخر / محلولاً

سؤال 2 (مهارات التفكير الناقد): لماذا تطفو قطعة الفلين على الماء بينما تغرق قطعة الحديد؟
الإجابة: لأن كثافة الفلين أقل من كثافة الماء، وكثافة الحديد أكبر من كثافة الماء.

سؤال 3 (النموذج الاختباري – اختيار من متعدد): أي مما يلي يعتبر تغيراً فيزيائياً؟
(أ) احتراق الورق (ب) صدأ الحديد (ج) ذوبان الثلج (د) طهي البيض
الإجابة: (ج) ذوبان الثلج.

ما هو التغير الكيميائي؟ هو تغير يطرأ على المادة يؤدي إلى تكوين مواد جديدة تختلف في خصائصها عن المادة الأصلية. لا يمكن عكس التغير الكيميائي بسهولة (أو لا يمكن عكسه نهائياً).

دلائل حدوث التغير الكيميائي:

• تغير اللون: تحول لون التفاح المقطوع إلى البني، تحول الحديد إلى الصدأ البني.
• تصاعد غاز: ظهور فقاعات غازية (مثل تفاعل الخل مع البيكنج صودا).
• انبعاث حرارة أو ضوء: احتراق الخشب أو الغاز (حرارة وضوء).
• تغير في الرائحة: فساد الطعام أو تخمره.
• تكون راسب: ظهور مادة صلبة جديدة في السائل.

أمثلة على التغيرات الكيميائية:

• صدأ الحديد (Rusting): تفاعل الحديد مع الأكسجين والماء ينتج مادة بنية جديدة هي الصدأ.
• احتراق الورق أو الخشب (Burning): الورق أو الخشب يحترق ويتحول إلى رماد وغازات (دخان، ثاني أكسيد الكربون).
• طهي البيض (Cooking): البيض النيء يتغير لونه وقوامه ويصبح صلباً.
• تخمر العنب (Fermentation): عصير العنب يتحول إلى خل.
• تفاعل الخل مع البيكنج صودا (تفاعل حمض مع قاعدة): تصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون وانبعاث حرارة.

نشاط استكشافي (ماذا يحدث عند خلط الخل مع مسحوق الخبز؟)

الأدوات: خل، بيكنج صودا (مسحوق الخبز)، كأس زجاجي.

الخطوات: ضع ملعقة من البيكنج صودا في الكأس، ثم أضف الخل.

ملاحظات: تظهر فقاعات غازية، ويصدر صوت هسهسة، ويبرد الكأس قليلاً.

الاستنتاج: هذا تغير كيميائي (دلائل: تصاعد غاز، انبعاث حرارة). ناتج التفاعل: ثاني أكسيد الكربون والماء وملح.

الفرق بين التغير الفيزيائي والتغير الكيميائي:

وجه المقارنة	التغير الفيزيائي	التغير الكيميائي
النتيجة	لا تنتج مواد جديدة	تنتج مواد جديدة
قابلية العكس	يمكن عكسه بسهولة	لا يمكن عكسه بسهولة
الأمثلة	ذوبان الثلج، تمزيق الورق	صدأ الحديد، احتراق الورق

أفكر وأتحدث وأكتب: قارن بين صدأ الحديد واحتراق الورق من حيث كونهما تغيرين كيميائيين.
الإجابة: كلاهما تغير كيميائي ينتج مواد جديدة. صدأ الحديد يتطلب وجود الماء والأكسجين وينتج مادة بنية هشة. احتراق الورق ينتج رماداً وغازات ودخاناً.

مراجعة الفصل السابع (تغيرات المادة)

سؤال 1 (أكمل الفراغات بالمصطلح العلمي المناسب):
1. تغير ينتج عنه مواد جديدة يسمى ______.
2. من دلائل التغير الكيميائي ______ و ______ و ______.
3. تفاعل الخل مع البيكنج صودا ينتج غاز ______.
الإجابة: تغير كيميائي / تغير اللون، تصاعد غاز، انبعاث حرارة / ثاني أكسيد الكربون

سؤال 2 (مهارات التفكير الناقد): لماذا لا يمكن إعادة الخشب إلى حالته الأصلية بعد حرقه؟
الإجابة: لأن حرق الخشب تغير كيميائي، حيث تحول الخشب إلى رماد وغازات جديدة لا يمكن تحويلها إلى خشب مرة أخرى.

سؤال 3 (النموذج الاختباري): أي مما يلي دليل على حدوث تغير كيميائي؟
(أ) تغير الشكل (ب) تغير الحجم (ج) تصاعد الغاز (د) تغير الحالة
الإجابة: (ج) تصاعد الغاز.

نموذج اختبار (الوحدة الخامسة: المادة)

سؤال 1 (اختر الإجابة الصحيحة):
1. أداة قياس الكتلة هي ______.
(أ) المخبار المدرج (ب) الميزان (ج) الشريط المتري (د) الترمومتر)
2. كثافة الخشب أقل من كثافة الماء لذلك فهو ______.
(أ) يغرق (ب) يطفو (ج) يذوب (د) يتبخر)
3. تحول بخار الماء إلى قطرات ماء يسمى ______.
(أ) تبخر (ب) تكثف (ج) انصهار (د) تجمد)
4. أي مما يلي يعتبر تغيراً كيميائياً؟
(أ) تقطيع الخشب (ب) ذوبان السكر في الماء (ج) صدأ الحديد (د) تجمد الماء)
الإجابة: ب / ب / ب / ج

سؤال 2 (ضع علامة صح أو خطأ):
1. الكتلة هي كمية المادة في الجسم وتتغير بتغير المكان. (خطأ)
2. المخلوط غير المتجانس يمكن رؤية مكوناته بالعين المجردة. (صح)
3. الترشيح يفصل المواد الصلبة الذائبة عن السوائل. (خطأ)
4. الاحتراق تغير فيزيائي. (خطأ)

سؤال 3 (أكمل الجدول):

المادة	نوع التغير (فيزيائي / كيميائي)
ذوبان الثلج	______
احتراق الفحم	______
تمزيق الورق	______
صدأ الحديد	______
غليان الماء	______

الإجابة: فيزيائي / كيميائي / فيزيائي / كيميائي / فيزيائي