Fyzikální stavy hmoty: jména a vlastnosti

Vy fyzikální stavy hmoty jsou určeny vzdáleností mezi molekulami, molekulárními spoji a Kinetická energie který pohybuje částicemi ve vzorku. Jsou oni:

• pevný;
• kapalný;
• plynné;
• plazma;
• Bose-Einsteinův kondenzát.

v pevné skupenství, máme dobře sestavené molekuly s malým pohybem. Na opačném extrému jsou plynný stav to je plazma, ve kterém mají molekuly mezeru mezi sebou a vysokou kinetickou energii. Materiály v kapalný stav jsou uprostřed, nemají definovanou fyzickou formu, mají více kinetické energie než pevný materiál a menší rozestup mezi molekulami než plynné materiály. Ó Bose-Einsteinův kondenzát je relativně nový objev, který se točí kolem myšlenky mít vzorek bez pohybu mezi molekulami, to znamená bez kinetické energie.

Přečtěte si také: Co studovat od Quimic G.pro Enema?

Pevné skupenství

Molekuly materiálu v pevné fázi se spojují s dostatečnou silou, která vede definovaný formát a objem. V tomto stavu máme malá kinetická energie mezi částicemi, a přestože mezi nimi dochází k malému pohybu, není možné ji vizualizovat makroskopicky (pouhým okem).

Tvar tělesa lze změnit, když je materiál vystaven působení mechanické síly (zlomení, poškrábání, promáčknutí) nebo když dojde ke změně teploty a tlak. Každý typ materiálu má odolnost na tyto dopady nebo na vnější změny podle jejich povahy.

• Příklad

Jako příklad můžeme uvést zlato, pevný materiál při teplotě místnosti s teplotou tání 1064,18 ° C a teplotou varu 2855,85 ° C.

Zlatý nuget v rudě, pevný stav.

kapalný stav

ve státě kapalný, neexistuje definovaná fyzická forma, ale je zde definovaný objem, což nám brání výrazně stlačit materiál. Tekutiny mají síla pohřbítmolekulární slabý, což vám umožní snadno manipulovat a oddělit části vzorku. Síla přitažlivosti mezi molekulami jim brání ve volném pohybu jako plyn. Kromě toho povrchové napětí (síla přitahování mezi stejnými molekulami) umožňuje tvorbu kapiček.

Přečtěte si také: Povrchové napětí vody - vlastnost vyplývající z vodíkových vazeb

• Příklad

Nejhojnějším a nejdostupnějším příkladem materiálu v kapalném stavu za normálních podmínek teploty a tlaku je Voda, také považován za univerzální rozpouštědlo.

Tekutá voda se nalije do sklenice, která se drží tvaru nádoby.

plynný stav

Materiál v plynném stavu nemá definovaný tvar ani objem. Má vysokou rozšiřovací kapacitu díky vysoká kinetická energie. Když je umístěn v kontejneru, plyn se šíří neomezeně dlouho, a pokud za těchto podmínek uvěznění, plyn se zahřívá, dojde ke zvýšení kinetické energie a ke zvýšení tlaku systému.

Za zmínku stojí také rozdíl mezi plynem a párou. Navzdory tomu, že jsou ve stejném fyzickém stavu, mají odlišnou povahu. Ó parní, když je vystaven vysokému tlaku nebo snížením teploty, vrátí se do kapalného stavu. Vy plynyjsou zase látky, které jsou za normálních podmínek již v plynném stavu a aby bylo možné zkapalnit, je nutné současně zvýšit tlak a teplotu.

Vědět více:Rozdíl mezi plynem a párou

• Příklad

Příklad plynné látky se běžně nachází uvnitř balónků na party, plyn hélium, což je Gájsi vznešený a monoatomové (jedna atomová molekula), které se nacházejí v plynném stavu za normálních podmínek teploty a tlaku. THE hustota helia je menší než u atmosférického vzduchu, díky čemuž se balóny vznášejí.

Heliový plyn byl dáván do balónku.

Faktory, které určují fyzikální stavy

To, co určuje fyzický stav hmoty, je organizace jeho molekul, mezery mezi nimi a kinetická energie (energie pohybu). Každý prvek má a bod tání a bod varu které definují kritický bod, tj. kde teplota a tlak, který prvek udržuje nebo mění svůj fyzický stav. Tento kritický bod se liší v závislosti na povaze materiálu. Kromě toho máme pro každý prvek různé mezimolekulární síly, které také ovlivňují fyzický stav.

Změny fyzikálního stavu

Možné změny fyzikálního stavu nastávají se změnami teploty a tlaku. Podívejte se, co to je:

• Fúze: přechod z pevného stavu do kapalného stavu zahříváním.
• Vypařování: přechod z kapalného do plynného skupenství. K tomuto procesu může dojít třemi různými způsoby:

1. Vařící: K přechodu z kapalného do plynného skupenství dochází rovnoměrným zahříváním systému, jako v případě rychlovarné konvice, kde se při zahřívání odpařuje část vody.

2. Topení: Ke změně z kapalného do plynného stavu dochází náhle, protože materiál prochází rychlou a významnou změnou teploty. Příkladem je, když kapka vody spadne na varnou desku.

3. Vypařování: Změna probíhá postupně, protože se odpaří pouze kontaktní plocha kapaliny se zbytkem systému. Příklad: sušení prádla na prádelní šňůře.

• Kondenzace nebo zkapalnění: přechod z plynného stavu do kapalného pomocí chlazení.
• Tuhnutí: nastává, když se teplota dále snižuje, což vede k mrazu, tj. přechodu z kapalného do pevného stavu.
• Sublimace: je přechod z pevného do plynného stavu bez přechodu do kapalného stavu. Tento proces probíhá, když má látka vysokou teplotu tání a vysoký tlak par. Příklad: suchý led a kuličky.

Poznámka: Stejný termín nebo resublimace se používá pro inverzní proces (přechod z plynného do pevného stavu).

Změny fyzikálního stavu

jiné fyzikální stavy

V roce 1932 Irving Langmuir v Nobelova cena chemie, přidal termín plazma do stavu hmoty, který byl studován od roku 1879. Jedná se o fyzický stav, ve kterém jsou částice vysoce nabité energií, mají mezi nimi vzdálenost a malé nebo žádné spojení mezi molekulami. Tyto vlastnosti jsou velmi podobné plynnému skupenství, až na to, že kinetická energie plazmy je mnohem větší než plynná.

Tento druh hmoty není běžné v pozemské příroděje však ve vesmíru hojný, protože hvězdy jsou v podstatě koule plazmy při vysokých teplotách. Uměle je již schopen manipulovat a přidávat hodnotu plazma, který se dokonce komerčně používá například v plazmových televizorech, zářivkách, LED vodičích.

V roce 1995 CBose-Einsteinova vlnabylo zjištěno jako fyzický stav hmoty. Eric Cornell a Carl Weiman pomocí magnetů a laserů ochladili vzorek rubidium, alkalický kov, dokud energie mezi částicemi nebyla téměř nulová. Experimentálně bylo zjištěno, že částice se spojily, přestaly být několika atomy a začaly se chovat jednotně, jako "superatom".

Kondenzát Bose-Einstein má vlastnosti supratekutiny (kapalina bez viskozity a vysoké elektrické vodivosti) a byla použita v kvantových studiích k vyšetřování černých děr a paradoxu vlnových částic.

Přečtěte si také: Rozdíl mezi fluorescenčními a žárovkami

Cvičení vyřešena

Otázka 1- (Fvýše)Hodinky:

Já - ve skříni zůstal kámen proti molům.

II - Nádoba s vodou ponechaná v mrazáku.

III - V ohni zůstala mísa s vodou.

IV - Tavení kousku olova při zahřátí.

Tato fakta správně souvisí s následujícími jevy:

TAM. Sublimace; II. Tuhnutí; III. Vypařování; IV. Fúze.

B) I. Sublimace; II. Sublimace; III. Vypařování; IV. Tuhnutí.

C) I. Fúze; II. Sublimace; III. Vypařování; IV. Tuhnutí.

D) I. Vypařování; II. Tuhnutí; III. Fúze; IV. Sublimace.

AHOJ. Vypařování; II. Sublimace; III. Fúze; IV. Tuhnutí.

Řešení

Alternativa A.

I - Sublimace: Mothballs je nepolární sloučenina s velmi vysokou teplotou varu. Tato sloučenina přechází z pevného do plynného stavu, aniž by procházela kapalným stavem.

II - Tuhnutí: Voda vystavená nízké teplotě mrazničky zmrzne, což chemicky nazýváme tuhnutí, což je přechod z kapalného stavu do pevného stavu.

III - Odpařování: Voda ponechaná v plamenné nádobě podléhá zvýšení teploty. Bod varu vody je 100 ° C, takže když systém dosáhne této teploty, začne se odpařovat a přechází z kapalného do pevného stavu.

IV - Tání: Olovo má teplotu tání 327,5 ° C, což je relativně vysoká teplota; tavení olova je však v průmyslových odvětvích běžným procesem, což není nic jiného než přechod z pevného do kapalného stavu.

Otázka 2 - (Mackenzie-SP)

Analýzou dat v tabulce, měřených při 1 atm, můžeme říci, že při teplotě 40 ° C a 1 atm:

A) ether a ethanol jsou v plynné fázi.

B) ether je v plynné fázi a ethanol v kapalné fázi.

C) oba jsou v kapalné fázi.

D) ether je v kapalné fázi a ethanol je v plynné fázi.

E) oba jsou v pevné fázi.

Řešení

Alternativa B. Pokud je bodem varu bod, ve kterém se látka mění v plynný stav, bude ethanol při 40 ° C stále v kapalném stavu. Ether má nižší teplotu varu, která je 34 ° C, takže při 40 ° C bude v plynném stavu.

Otázka3 - (Unicamp)Ledovce se vznášejí v mořské vodě, stejně jako led ve sklenici pitné vody. Představte si počáteční situaci sklenice vody a ledu v tepelné rovnováze při teplotě 0 ° C. Postupem času se led roztaje. Dokud je led, teplota systému

A) zůstává konstantní, ale objem systému se zvyšuje.
B) zůstává konstantní, ale objem systému klesá.
C) klesá a zvyšuje se hlasitost systému.
D) klesá, stejně jako hlasitost systému.

Řešení

Alternativa B. Teplota zůstává konstantní, dokud se ledovec úplně nerozpustí, protože dochází k výměně tepla při hledání tepelné rovnováhy mezi dvěma fázemi hmoty. Voda je jedním z mála prvků, které připouštějí různou hustotu pro různé fyzikální stavy stejné sloučeniny.

Vizuálně vidíme, že hustota ledu je nižší. V případě ledovce a ve sklenici vody a ledu zůstává led na povrchu. Stává se to proto, že když voda zmrzne, v procesu tvorby ledu získá objem, ale hmota zůstane stejná, jako když to byla voda v kapalném stavu. Proto když se ledovec roztaje, objem systému klesá.

Autor: Laysa Bernardes Marques de Araújo
Učitel chemie

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm