Physikalische Aggregatzustände: Namen und Eigenschaften

Sie physikalische Zustände der Materie werden durch den Abstand zwischen Molekülen, molekularen Verbindungen und kinetische Energie die Partikel in einer Probe bewegt. Sind sie:

• solide;
• Flüssigkeit;
• gasförmig;
• Plasma;
• Bose-Einstein-Kondensat.

Im fester Zustand, haben wir gut zusammengestellte Moleküle mit geringer Bewegung. Das entgegengesetzte Extrem sind die Gaszustand es ist das Plasma, bei denen die Moleküle einen Abstand zwischen sich und eine hohe kinetische Energie aufweisen. Materialien in flüssigen Zustand sie liegen in der Mitte, haben keine definierte physikalische Form, haben mehr kinetische Energie als ein festes Material und einen kleineren Abstand zwischen den Molekülen als gasförmige Materialien. Ö Bose-Einstein-Kondensat ist eine relativ neue Entdeckung, die sich um die Idee dreht, eine Probe ohne Bewegung zwischen Molekülen, also ohne kinetische Energie, zu haben.

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Fester Zustand

Die Moleküle eines Festkörpermaterials verbinden sich mit einer ausreichenden Kraft, die zu

definiertes Format und Volumen. In diesem Zustand haben wir wenig kinetische Energie zwischen den Partikeln und obwohl es eine kleine Bewegung zwischen ihnen gibt, ist es nicht möglich, diese makroskopisch (mit bloßem Auge) sichtbar zu machen.

Die Form eines Festkörpers kann sich ändern, wenn das Material mechanischer Krafteinwirkung (Bruch, Kratzer, Delle) ausgesetzt ist oder bei Temperaturänderung und Druck. Jeder Materialtyp hat einen Widerstand auf diese Einwirkungen oder auf externe Veränderungen, je nach ihrer Art.

• Beispiel

Als Beispiel können wir die Gold, Feststoff bei Raumtemperatur mit einem Schmelzpunkt von 1064,18 °C und einem Siedepunkt von 2855,85 °C.

Goldnugget in Erz, fester Zustand.

flüssigen Zustand

im Staat Flüssigkeit, es gibt keine definierte physische Form, aber es gibt ein definiertes Volumen, die uns daran hindert, das Material stark zu komprimieren. Die Flüssigkeiten haben Stärke intermolekular schwach, wodurch Sie Teile eines Samples problemlos manipulieren und trennen können. Die Anziehungskraft zwischen Molekülen hindert sie daran, sich wie ein Gas frei zu bewegen. Darüber hinaus ermöglicht die Oberflächenspannung (Anziehungskraft zwischen gleichen Molekülen) die Bildung von Tröpfchen.

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• Beispiel

Das häufigste und zugänglichste Beispiel für Material im flüssigen Zustand unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen ist das Wasser, auch als universelles Lösungsmittel angesehen.

Flüssiges Wasser wird in ein Glas gegossen und hält sich an die Form des Behälters.

Gaszustand

Ein Stoff im gasförmigen Zustand es hat keine definierte Form oder Volumen. Es hat ein hohes Expansionsvermögen aufgrund der hohe kinetische Energie. In einem Behälter verteilt breitet sich das Gas auf unbestimmte Zeit aus und wenn unter diesen Bedingungen von Einschluss wird das Gas erhitzt, die kinetische Energie steigt und der Druck steigt vom System.

Bemerkenswert ist auch der Unterschied zwischen Gas und Dampf. Obwohl sie sich im gleichen physischen Zustand befinden, haben sie unterschiedliche Naturen. Ö Dampf, unter hohem Druck oder durch Absenken der Temperatur kehrt es in einen flüssigen Zustand zurück. Sie Gase, wiederum sind Stoffe, die unter Normalbedingungen bereits im gasförmigen Zustand vorliegen und zur Verflüssigung gleichzeitig eine Druck- und Temperaturerhöhung erfordern.

Mehr wissen:Unterschied zwischen Gas und Dampf

• Beispiel

Ein Beispiel für eine gasförmige Substanz ist häufig in Partyballons zu finden, die Gas Helium, die ein Gádu bist edel und monoatomar (ein Atommolekül), das sich bei normalen Temperatur- und Druckbedingungen in einem gasförmigen Zustand befindet. DAS Dichte Helium ist kleiner als die der atmosphärischen Luft, wodurch die Ballons schweben.

Heliumgas wird in einen Partyballon gefüllt.

Faktoren, die physikalische Zustände bestimmen

Was den physikalischen Zustand der Materie bestimmt, ist der Organisation seiner Moleküle, der Abstand zwischen ihnen und die kinetische Energie (Bewegungsenergie). Jedes Element hat a Schmelz- und Siedepunkt die den kritischen Punkt definieren, d. h. wo Temperatur und Druck behält oder ändert das Element seinen physikalischen Zustand. Dieser kritische Punkt variiert je nach Beschaffenheit des Materials. Darüber hinaus haben wir für jedes Element unterschiedliche intermolekulare Kräfte, die auch den physikalischen Zustand beeinflussen.

Physikalische Zustandsänderungen

Mögliche Aggregatzustandsänderungen treten bei Temperatur- und Druckänderungen auf. Sehen Sie, was sie sind:

• Verschmelzung: Übergang vom festen in den flüssigen Zustand durch Erhitzen.
• Verdampfung: Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Dieser Vorgang kann auf drei verschiedene Arten erfolgen:

1. Sieden: Der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand erfolgt durch gleichmäßiges Erhitzen des Systems, wie bei einem Wasserkocher, bei dem beim Erhitzen ein Teil des Wassers verdampft.

2. Heizung: Der Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand erfolgt schlagartig, da das Material einer schnellen und signifikanten Temperaturänderung unterliegt. Ein Beispiel ist, wenn der Wassertropfen auf eine Kochplatte fällt.

3. Verdunstung: Die Veränderung erfolgt allmählich, da nur die Kontaktfläche der Flüssigkeit mit dem Rest des Systems verdunstet. Beispiel: Wäsche auf der Wäscheleine trocknen.

• Kondensation oder Verflüssigung: Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Zustand durch Kühlung.
• Erstarrung: tritt auf, wenn die Temperatur weiter gesenkt wird, was zum Gefrieren führt, d. h. vom flüssigen in den festen Zustand übergeht.
• Sublimation: ist der Übergang vom festen in den gasförmigen Zustand, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen. Dieser Vorgang findet statt, wenn die Substanz einen hohen Schmelzpunkt und einen hohen Dampfdruck hat. Beispiel: Trockeneis und Mottenkugeln.

Hinweis: Der gleiche Begriff oder Resublimation wird für den inversen Prozess (Übergang vom gasförmigen in den festen Zustand) verwendet.

Physikalische Zustandsänderungen

andere physikalische Zustände

Im Jahr 1932, Irving Langmuir, in der Nobelpreis der Chemie, fügte den Begriff hinzu Plasma zu einem Zustand der Materie, der seit 1879 untersucht wurde. Es ist ein physikalischer Zustand, in dem die Teilchen stark energetisiert sind, einen Abstand zwischen sich haben und keine oder nur eine geringe Verbindung zwischen den Molekülen besteht. Diese Eigenschaften sind denen des gasförmigen Zustands sehr ähnlich, außer dass die kinetische Energie eines Plasmas viel größer ist als die eines Gases.

Diese Art von Zustand der Materie in der terrestrischen Natur nicht üblich, jedoch ist es im Universum reichlich vorhanden, da Sterne im Grunde genommen Plasmakugeln bei hohen Temperaturen sind. Künstlich ist es bereits in der Lage, die Plasma, das unter anderem auch kommerziell in Plasma-TVs, Leuchtstofflampen, LED-Leitern verwendet wird.

1995 wurde die çBose-Einstein-Wellees wurde als physikalischer zustand der materie etabliert. Eric Cornell und Carl Weiman kühlten mit Magneten und Lasern eine Probe von Rubidium, einem Alkalimetall, bis die Energie zwischen den Teilchen nahe Null war. Experimentell wurde festgestellt, dass sich die Teilchen vereinigten, aufhörten, mehrere Atome zu sein und sich in Einheit zu verhalten, als a "Superatom".

Bose-Einstein-Kondensat hat Eigenschaften eines Suprafluids (Flüssigkeit ohne Viskosität und hoher elektrischer Leitfähigkeit) und wurde in Quantenstudien verwendet, um Schwarze Löcher und das Welle-Teilchen-Paradox zu untersuchen.

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gelöste Übungen

Frage 1- (Füber)Uhr:

I – Ein Mottenkugelstein im Schrank.

II – Ein Behälter mit Wasser im Gefrierschrank.

III- Eine Schüssel mit Wasser, die im Feuer übrig geblieben ist.

IV - Das Schmelzen eines Bleistücks beim Erhitzen.

Diese Tatsachen stehen in richtiger Beziehung zu den folgenden Phänomenen:

DORT. Sublimation; II. Erstarrung; III. Verdunstung; IV. Verschmelzung.

B) Ich. Sublimation; II. Sublimation; III. Verdunstung; IV. Erstarrung.

C) Ich. Verschmelzung; II. Sublimation; III. Verdunstung; IV. Erstarrung.

D) Ich. Verdunstung; II. Erstarrung; III. Verschmelzung; IV. Sublimation.

HALLO. Verdunstung; II. Sublimation; III. Verschmelzung; IV. Erstarrung.

Auflösung

Alternative A.

I – Sublimation: Mottenkugeln ist eine unpolare Verbindung mit einem sehr hohen Siedepunkt. Diese Verbindung geht von fest zu gasförmig über, ohne den flüssigen Zustand zu durchlaufen.

II – Verfestigung: Wasser, das einer niedrigen Gefriertemperatur ausgesetzt ist, gefriert, was wir chemisch Verfestigung nennen, was den Übergang vom flüssigen in den festen Zustand bezeichnet.

III – Verdunstung: Das in einem brennenden Behälter verbleibende Wasser erfährt eine Temperaturerhöhung. Der Siedepunkt von Wasser beträgt 100 °C. Wenn das System diese Temperatur erreicht, beginnt es zu verdampfen und wechselt von einem flüssigen in einen festen Zustand.

IV – Schmelzen: Blei hat einen Schmelzpunkt von 327,5 °C, was eine relativ hohe Temperatur ist; Bleischmelzen ist jedoch ein gängiger Prozess in der Industrie, der nichts anderes ist als der Übergang vom festen in den flüssigen Zustand.

Frage 2 - (Mackenzie-SP)

Durch Analyse der Daten in der Tabelle, gemessen bei 1 atm, können wir bei einer Temperatur von 40 °C und 1 atm Folgendes sagen:

A) Ether und Ethanol befinden sich in der Gasphase.

B) Ether befindet sich in der Gasphase und Ethanol befindet sich in der flüssigen Phase.

C) beide befinden sich in der flüssigen Phase.

D) Ether befindet sich in der Flüssigphase und Ethanol befindet sich in der Gasphase.

E) beide befinden sich in der festen Phase.

Auflösung

Alternative B. Ist der Siedepunkt der Punkt, an dem der Stoff in den gasförmigen Zustand übergeht, liegt Ethanol bei 40 °C noch in flüssigem Zustand vor. Ether hat einen niedrigeren Siedepunkt von 34 °C, also liegt er bei 40 °C in einem gasförmigen Zustand vor.

Frage3 – (Unicamp)Eisberge schwimmen im Meerwasser, genau wie Eis in einem Glas Trinkwasser. Stellen Sie sich die Ausgangssituation eines Glases Wasser und Eis im thermischen Gleichgewicht bei einer Temperatur von 0°C vor. Mit der Zeit schmilzt das Eis. Solange Eis vorhanden ist, ist die Systemtemperatur

A) bleibt konstant, aber das Systemvolumen nimmt zu.
B) bleibt konstant, aber das Systemvolumen nimmt ab.
C) nimmt ab und die Systemlautstärke nimmt zu.
D) nimmt ab, ebenso die Systemlautstärke.

Auflösung

Alternative B. Die Temperatur bleibt konstant, bis der Eisberg vollständig schmilzt, da auf der Suche nach einem thermischen Gleichgewicht zwischen den beiden Materiephasen ein Wärmeaustausch stattfindet. Wasser ist eines der wenigen Elemente, die unterschiedliche Dichte für verschiedene physikalische Zustände derselben Verbindung zulassen.

Optisch können wir sehen, dass die Eisdichte geringer ist. Beim Eisberg und in einem Glas Wasser und Eis bleibt das Eis an der Oberfläche. Dies geschieht, weil Wasser beim Eisbildungsprozess beim Einfrieren an Volumen zunimmt, die Masse jedoch dieselbe bleibt wie bei Wasser in flüssigem Zustand. Wenn der Eisberg schmilzt, nimmt daher das Volumen des Systems ab.

Von Laysa Bernardes Marques de Araújo
Chemielehrer

Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estados-fisicos-materia.htm