הכול עשוי מחלקיקים קטנטנים
כל דבר סביבנו — האוויר, המים, השולחן ואפילו אנחנו — עשוי מחלקיקים זעירים מאוד, קטנים מכדי לראות אותם גם בזכוכית מגדלת. החלקיקים האלה כל הזמן זזים. מה שקובע אם חומר יהיה מוצק, נוזל או גז הוא כמה החלקיקים צמודים זה לזה וכמה חופשי הם יכולים לנוע.
שלושת המצבים
מוצק: החלקיקים צפופים ומסודרים, ורק רועדים במקום. לכן למוצק יש צורה קבועה ונפח קבוע. אבן, עיפרון וקובייה של קרח הם מוצקים — אם מעבירים אותם מקופסה לקופסה, הצורה שלהם לא משתנה.
נוזל: החלקיקים עדיין קרובים זה לזה, אבל יכולים להחליק זה על פני זה. לכן לנוזל יש נפח קבוע, אבל הוא מקבל את הצורה של הכלי שבו הוא נמצא. כוס מיץ שנשפכת לקערה משנה צורה, אבל הכמות נשארת אותה כמות.
גז: החלקיקים רחוקים זה מזה ונעים מהר לכל הכיוונים. לגז אין צורה קבועה ואין נפח קבוע — הוא מתפשט וממלא כל כלי שבו הוא נמצא. האוויר הוא תערובת של גזים, ולכן כשמנפחים בלון האוויר ממלא את כולו.
מעברים בין המצבים
כשמחממים חומר, החלקיקים שלו מקבלים אנרגיה ונעים מהר יותר. כשמקררים, הם מאטים. כך עוברים ממצב למצב: התכה היא מעבר ממוצק לנוזל (קרח נמס, שוקולד בכיס ביום חם). קיפאון הוא מעבר מנוזל למוצק (מים במקפיא). התאדות היא מעבר מנוזל לגז (כביסה מתייבשת). התעבות היא מעבר מגז לנוזל (טיפות על מכסה של סיר).
במים קל במיוחד לראות את זה: בגובה פני הים מים קופאים באפס מעלות ורותחים במאה מעלות. מעניין לדעת שמים, בניגוד לרוב החומרים, תופסים יותר מקום כשהם קופאים. לכן קרח צף על מים, ולכן בקבוק מלא מים עלול להיסדק במקפיא.
חשוב לזכור: כשקרח נמס הוא לא הופך לחומר אחר. זה עדיין מים — רק במצב צבירה אחר. זה שינוי שאפשר להחזיר אחורה, בניגוד לעוגה שנאפתה ואי אפשר להחזיר אותה לבצק.
טעות נפוצה: הכוס ״מזיעה״
כשמוציאים מהמקרר בקבוק קר, מופיעות עליו טיפות מבחוץ. יש מי שחושבים שהמים ״עברו״ דרך הזכוכית או הפלסטיק. זה לא מה שקורה! באוויר שסביבנו תמיד יש אדי מים שקופים. כשהם פוגשים את הדופן הקרה, הם מתקררים ומתעבים לטיפות. הטיפות באו מהאוויר, לא מתוך הבקבוק.
ניסוי קטן בבית: מי נמס ראשון?
צריך: שלוש קוביות קרח בגודל דומה ושלוש צלחות. הניחו צלחת אחת בשמש, אחת בצל בתוך הבית ואחת בתוך קערה עם מעט מים פושרים מהברז. נחשו מראש איזו קובייה תימס ראשונה, ובדקו כל חמש דקות. רשמו את התוצאות בטבלה.
אחר כך נסו את הכוס ה״מזיעה״: מלאו כוס במים וקרח, נגבו אותה היטב מבחוץ וחכו כמה דקות. הטיפות שיופיעו הן אדי מים מהאוויר שהתעבו. בטיחות: לניסויים עם מים חמים מאוד, כמו סיר רותח, צריך מבוגר.