Физични състояния на материята: имена и характеристики

Вие физични състояния на материята се определят от разстоянието между молекулите, молекулните връзки и кинетична енергия който движи частици в проба. Те са:

• твърдо;
• течност;
• газообразен;
• плазма;
• Бозе-Айнщайн кондензат.

В в твърдо състояние, имаме добре сглобени молекули с малко движение. В противоположната крайност са газообразно състояние това е плазма, при което молекулите имат разстояние между тях и висока кинетична енергия. Материали в течно състояние те са в средата, нямат определена физическа форма, имат повече кинетична енергия от твърдия материал и по-малко разстояние между молекулите, отколкото газообразните материали. О Бозе-Айнщайн кондензат е сравнително ново откритие, което се върти около идеята да има проба без движение между молекулите, тоест без кинетична енергия.

Прочетете също: Какво да уча от Quimic Gза Енем?

В твърдо състояние

Молекулите на твърдия материал се свързват с достатъчна сила, която води до дефиниран формат и обем. В това състояние имаме малко кинетична енергия между частиците и, въпреки че между тях има малко движение, не е възможно да го визуализирате макроскопски (с невъоръжено око).

Формата на твърдото тяло може да се промени, когато материалът е под действието на механична сила (счупване, надраскване, вдлъбнатина) или когато има промяна в температурата и натиск. Всеки вид материал има устойчивост на тези въздействия или на външни промени, в зависимост от тяхното естество.

• Пример

Като пример можем да споменем злато, твърд материал при стайна температура с точка на топене 1064,18 ° C и точка на кипене 2855,85 ° C.

Златен къс в руда, твърдо състояние.

течно състояние

в държавата течност, няма определена физическа форма, но има определен обем, което ни пречи да компресираме материала значително. Течностите имат сила интермолекулярна слабо, което ви позволява да манипулирате и отделяте части от проба с лекота. Силата на привличане между молекулите им пречи да се движат свободно като газ. Освен това повърхностното напрежение (силата на привличане между равни молекули) е това, което прави възможно образуването на капчици.

Прочетете също: Водно повърхностно напрежение - свойство в резултат на водородни връзки

• Пример

Най-разпространеният и достъпен пример за материал в течно състояние при нормални условия на температура и налягане е Вода, считан също за универсален разтворител.

Течна вода се излива в чаша, придържайки се към формата на контейнера.

газообразно състояние

Материал в газообразно състояние няма определена форма или обем. Той има висок капацитет за разширяване поради висока кинетична енергия. Когато се постави в контейнер, газът се разпространява за неопределено време и, ако е при тези условия на затваряне, газът се загрява, ще има увеличение на кинетичната енергия и увеличаване на налягането на системата.

Също така си струва да се отбележи разликата между газ и пара. Въпреки че са в едно и също физическо състояние, те имат различна природа. О пара, когато се постави под високо налягане или чрез понижаване на температурата, тя се връща в течно състояние. Вие газовеот своя страна са вещества, които при нормални условия вече са в газообразно състояние и за втечняване е необходимо едновременно да има повишаване на налягането и температурата.

Знам повече:Разлика между газ и пара

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

• Пример

Пример за газообразно вещество често се намира в балоните за парти, газ хелий, което е a жáти си благородна и едноатомни (молекула от един атом), намиращи се в газообразно състояние при нормални условия на температура и налягане. НА плътност хелийът е по-малък от този на атмосферния въздух, което кара балоните да плуват.

Хелиев газ се вкарва в парти балон.

Фактори, които определят физическите състояния

Това, което определя физическото състояние на материята, е организацията на своите молекули, разстоянието между тях и кинетичната енергия (енергия на движението). Всеки елемент има a точка на топене и кипене които определят критичната точка, т.е. къде температура и натиск елементът поддържа или променя физическото си състояние. Тази критична точка варира в зависимост от естеството на материала. Освен това за всеки елемент имаме различни междумолекулни сили, които също влияят на физическото състояние.

Промени в физическото състояние

Възможни промени в физическото състояние настъпват при промени в температурата и налягането. Вижте какви са те:

• Сливане: преход от твърдо състояние в течно състояние чрез нагряване.
• Изпаряване: преход от течно в газообразно състояние. Този процес може да се случи по три различни начина:

1. Кипене: Преминаването от течно в газообразно състояние става чрез равномерно нагряване на системата, както в случая на чайник, при който част от водата се изпарява, докато се загрявате.

2. Отопление: Промяната от течно в газообразно състояние се случва внезапно, тъй като материалът претърпява бърза и значителна промяна в температурата. Пример е, когато капка вода падне върху котлон.

3. Изпаряване: Промяната става постепенно, тъй като само контактната повърхност на течността с останалата част от системата се изпарява. Пример: сушене на дрехи на въженце.

• Кондензация или втечняване: преминаване от газообразно състояние в течно състояние чрез охлаждане.
• Втвърдяване: възниква при допълнително понижаване на температурата, което води до замръзване, т.е. преминаване от течност в твърдо състояние.
• Сублимация: е преходът от твърдо в газообразно състояние без преминаване през течно състояние. Този процес се осъществява, когато веществото има висока точка на топене и високо налягане на парите. Пример: сух лед и нафтал.

Забележка: Същият термин или сублимация се използва за обратния процес (преминаване от газообразно към твърдо състояние).

Промени в физическото състояние

други физически състояния

През 1932 г. Ървинг Лангмюр, в Нобелова награда по химия, добави термина плазма до материално състояние, което се изучава от 1879г. Това е физическо състояние, при което частиците са силно енергизирани, имат разстояние между тях и малко или никаква връзка между молекулите. Тези свойства са доста сходни с тези на газообразното състояние, с изключение на това, че кинетичната енергия на плазмата е много по-голяма от тази на газа.

Този вид състояние на материята не е често срещано в земната природа, обаче тя е изобилна във Вселената, тъй като звездите са основно плазмени топки при високи температури. Изкуствено той вече е в състояние да манипулира и да добави стойност към плазма, който дори се използва в търговската мрежа в плазмени телевизори, флуоресцентни лампи, LED проводници и др.

През 1995 г. ° СВълна на Бозе-Айнщайнустановено е като физическо състояние на материята. Ерик Корнел и Карл Уейман, използвайки магнити и лазери, охлаждаха проба от рубидий, алкален метал, докато енергията между частиците е била близка до нулата. Експериментално беше забелязано, че частиците се обединяват, преставайки да бъдат няколко атома и започвайки да се държат единно, като "суператом".

Кондензатът на Бозе-Айнщайн има характеристики на свръх течност (течност без вискозитет и висока електрическа проводимост) и е използван в квантови изследвания за изследване на черните дупки и парадокса на вълновите частици.

Прочетете също: Разлика между флуоресцентни и лампи с нажежаема жичка

решени упражнения

Въпрос 1- (Fпо-горе)Гледам:

I - камък от нафталий, оставен в килера.

II - Съд с вода, оставен във фризера.

III- купа с вода, останала в огъня.

IV - Топенето на парче олово при нагряване.

Тези факти са правилно свързани със следните явления:

ТАМ. Сублимация; II. Втвърдяване; III. Изпаряване; IV. Сливане.

Б) I. Сублимация; II. Сублимация; III. Изпаряване; IV. Втвърдяване.

В) I. Синтез; II. Сублимация; III. Изпаряване; IV. Втвърдяване.

Г) I. Изпаряване; II. Втвърдяване; III. Синтез; IV. Сублимация.

ХЕЙ. Изпаряване; II. Сублимация; III. Синтез; IV. Втвърдяване.

Резолюция

Алтернатива А.

I - Сублимация: Мотфалът е неполярно съединение с много висока точка на кипене. Това съединение преминава от твърдо в газообразно състояние, без да преминава през течно състояние.

II - Втвърдяване: Водата, подложена на ниска температура на фризера, замръзва, което химически наричаме втвърдяване, което е преминаването от течно състояние в твърдо състояние.

III - Изпаряване: Водата, оставена в пламтящ съд, се подлага на повишаване на температурата. Точката на кипене на водата е 100 ° C, така че когато системата достигне тази температура, тя ще започне да се изпарява, преминавайки от течно в твърдо състояние.

IV - Топене: Оловото има точка на топене 327,5 ° C, което е относително висока температура; топенето на олово обаче е често срещан процес в индустриите, който не е нищо повече от преход от твърдо състояние в течно състояние.

Въпрос 2 - (Mackenzie-SP)

Като анализираме данните в таблицата, измерени при 1 атм, можем да кажем, че при температура от 40 ° С и 1 атм:

А) етерът и етанолът са в газовата фаза.

Б) етерът е в газовата фаза, а етанолът е в течната фаза.

В) и двете са в течна фаза.

Г) етерът е в течна фаза, а етанолът е в газовата фаза.

Д) и двамата са в твърда фаза.

Резолюция

Алтернатива Б. Ако точката на кипене е точката, при която веществото преминава в газообразно състояние, етанолът при 40 ° C все още ще бъде в течно състояние. Етерът има по-ниска точка на кипене, която е 34 ° C, така че при 40 ° C той ще бъде в газообразно състояние.

Въпрос3 - (Unicamp)Айсбергите плават в морска вода, точно като лед в чаша питейна вода. Представете си първоначалната ситуация на чаша вода и лед, в термично равновесие при температура 0 ° C. С течение на времето ледът се топи. Докато има лед, температурата на системата

А) остава постоянен, но обемът на системата се увеличава.
Б) остава постоянен, но обемът на системата намалява.
В) намалява и обемът на системата се увеличава.
Г) намалява, както и обемът на системата.

Резолюция

Алтернатива Б. Температурата остава постоянна, докато айсбергът се разтопи напълно, тъй като има топлинен обмен в търсене на топлинно равновесие между двете фази на материята. Водата е един от малкото елементи, които допускат различна плътност за различните физични състояния на едно и също съединение.

Визуално можем да видим, че плътността на леда е по-ниска. В случай на айсберг и в чаша вода и лед, ледът остава на повърхността. Това се случва, защото когато водата е замръзнала, в процеса на образуване на лед тя набира обем, но масата остава същата, както когато е била вода в течно състояние. Следователно, когато айсбергът се стопи, обемът на системата намалява.

От Laysa Bernardes Marques de Araújo
Учител по химия