Fizička stanja materije: imena i karakteristike

Vas fizička stanja materije određuju se razmakom između molekula, molekularnim vezama i kinetička energija koji pokreće čestice u uzorku. Jesu li oni:

• čvrst;
• tekućina;
• plinovit;
• plazma;
• Bose-Einsteinov kondenzat.

U kruto stanje, imamo dobro sastavljene molekule s malo pokreta. U suprotnoj krajnosti su plinovito stanje to je plazma, u kojem molekule imaju razmak između njih i visoke kinetičke energije. Materijali u tekuće stanje oni su u sredini, nemaju definiran fizički oblik, imaju više kinetičke energije od čvrstog materijala i manji razmak između molekula od plinovitih materijala. O Bose-Einsteinov kondenzat relativno je novo otkriće koje se vrti oko ideje da se uzorak ne kreće između molekula, odnosno nema kinetičke energije.

Pročitajte i vi: Što proučavati iz Quimic Gza Enema?

Kruto stanje

Molekule čvrstog materijala povezuju se s dovoljnom silom koja rezultira definirani format i volumen. U ovom stanju imamo malo kinetičke energije između čestica i, iako postoji malo kretanje između njih, nije ga moguće makroskopski vizualizirati (golim okom).

Oblik krutine može se mijenjati kada je materijal pod djelovanjem mehaničke sile (lom, ogrebotina, udubljenje) ili kada dolazi do promjene temperature i pritisak. Svaka vrsta materijala ima otpor na te utjecaje ili na vanjske promjene, u skladu s njihovom prirodom.

• Primjer

Kao primjer možemo spomenuti zlato, čvrsti materijal na sobnoj temperaturi s talištem 1064,18 ° C i vrelištem 2855,85 ° C.

Grumen zlata u rudi, u čvrstom stanju.

tekuće stanje

u državi tekućina, nema definiranog fizičkog oblika, ali postoji definirani volumen, što nas sprječava da značajno stlačimo materijal. Tekućine imaju snaga izmeđumolekularni slab, što vam omogućuje manipulaciju i odvajanje dijelova uzorka s lakoćom. Sila privlačenja između molekula sprječava ih da se slobodno kreću poput plina. Nadalje, površinska napetost (sila privlačenja između jednakih molekula) je ono što omogućuje stvaranje kapljica.

Pročitajte i vi: Površinska napetost vode - svojstvo koje proizlazi iz vodikovih veza

• Primjer

Najrasprostranjeniji i najpristupačniji primjer materijala u tekućem stanju pod normalnim uvjetima temperature i tlaka je Voda, koji se također smatra univerzalnim otapalom.

Tekuća voda ulijeva se u čašu, pridržavajući se oblika posude.

plinovito stanje

Materijal u plinovitom stanju nema definiran oblik ili volumen. Ima visoku sposobnost proširenja zbog visoka kinetička energija. Kad se stavi u posudu, plin se širi unedogled i, ako je pod tim uvjetima zatvaranje, plin se zagrijava, doći će do povećanja kinetičke energije i porasta tlaka sustava.

Također je vrijedno napomenuti razliku između plina i pare. Iako su u istom fizičkom stanju, imaju različitu narav. O pari, kada se stavi pod visoki tlak ili smanjenjem temperature, vraća se u tekuće stanje. Vas plinovipak su tvari koje su u normalnim uvjetima već u plinovitom stanju i, da bi se ukapljile, potrebno je istovremeno povećati pritisak i temperaturu.

Znati više:Razlika između plina i pare

Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)

• Primjer

Primjer plinovite tvari obično se nalazi unutar balona, plin helij, što je a gáti si plemenita i monoatomska (molekula jednog atoma), koja se nalazi u plinovitom stanju za normalne uvjete temperature i tlaka. THE gustoća helija je manji od atmosferskog zraka, zbog čega baloni plutaju.

Plin helij stavlja se u zabavni balon.

Čimbenici koji određuju fizička stanja

Ono što određuje fizičko stanje tvari je organizacija svojih molekula, razmak između njih i kinetička energija (energija kretanja). Svaki element ima talište i vrelište koji definiraju kritičnu točku, odnosno gdje temperatura i pritisak element održava ili mijenja svoje fizičko stanje. Ova kritična točka varira ovisno o prirodi materijala. Nadalje, za svaki element imamo različite intermolekularne sile, koje također utječu na fizičko stanje.

Promjene fizikalnog stanja

Moguće promjene u fizičkom stanju nastaju s promjenama temperature i tlaka. Pogledajte što su:

• Fuzija: prijelaz iz krutog u tekuće stanje zagrijavanjem.
• Isparavanje: prijelaz iz tekućeg u plinovito stanje. Taj se postupak može dogoditi na tri različita načina:

1. Ključanje: Promjena iz tekućeg u plinovito stanje događa se ravnomjernim zagrijavanjem sustava, kao u slučaju kotla u kojem dio vode isparava dok se zagrijavate.

2. Grijanje: Promjena iz tekućeg u plinovito stanje događa se iznenada, jer materijal prolazi kroz brzu i značajnu promjenu temperature. Primjer je kad kap vode padne na ringlu.

3. Isparavanje: Promjena se odvija postupno, jer samo kontaktna površina tekućine s ostatkom sustava isparava. Primjer: sušenje odjeće na konopu za odjeću.

• Kondenzacija ili ukapljivanje: prelazak iz plinovitog stanja u tekuće stanje hlađenjem.
• Očvršćivanje: nastaje kada se temperatura dodatno smanji, što rezultira smrzavanjem, odnosno prelaskom iz tekućeg u kruto stanje.
• Sublimacija: je prijelaz iz čvrstog u plinovito stanje bez prolaska kroz tekuće stanje. Taj se postupak odvija kada tvar ima visoku točku topljenja i visok tlak pare. Primjer: suhi led i naftalin.

Napomena: Isti pojam ili resublimacija koristi se za inverzni postupak (prelazak iz plinovitog u kruto stanje).

Promjene fizikalnog stanja

druga fizička stanja

1932. Irving Langmuir u Nobelova nagrada kemije, dodao je pojam plazma do stanja materije koje se proučavalo od 1879. To je fizičko stanje u kojem su čestice visoko energizirane, imaju udaljenost između sebe i malo ili nimalo veze između molekula. Ta su svojstva prilično slična onima u plinovitom stanju, osim što je kinetička energija plazme mnogo veća od energije plina.

Ovakvo stanje materije nije čest u zemaljskoj prirodi, međutim, ima ga puno u Svemiru, jer su zvijezde u osnovi kuglice plazme na visokim temperaturama. Umjetno je već u mogućnosti manipulirati i dodati vrijednost plazma, koji se čak komercijalno koristi u plazma televizorima, fluorescentnim svjetiljkama, LED vodičima, između ostalog.

1995 çBose-Einsteinov valustanovljeno je kao fizičko stanje tvari. Eric Cornell i Carl Weiman, koristeći magnete i lasere, ohladili su uzorak rubidij, alkalni metal, sve dok energija između čestica nije bila blizu nule. Eksperimentalno je primijećeno da se čestice ujedinjuju, prestaju biti nekoliko atoma i počinju se ponašati jedinstveno, kao "superatom".

Bose-Einsteinov kondenzat ima karakteristike supertečnosti (tekućina bez viskoznosti i visoke električne vodljivosti), a korišten je u kvantnim studijama za istraživanje crnih rupa i paradoksa valnih čestica.

Pročitajte i vi: Razlika između fluorescentnih i žarulja sa žarnom niti

riješene vježbe

Pitanje 1- (Fiznad)Gledati:

I - Kamen naftalina ostavljen u ormaru.

II - Spremnik vode koji je ostao u zamrzivaču.

III- Zdjela vode koja je ostala u vatri.

IV - Topljenje komada olova pri zagrijavanju.

Te su činjenice korektno povezane sa sljedećim pojavama:

TAMO. Sublimacija; II. Otvrdnjavanje; III. Isparavanje; IV. Fuzija.

B) Ja Sublimacija; II. Sublimacija; III. Isparavanje; IV. Očvršćivanje.

C) I. Fuzija; II. Sublimacija; III. Isparavanje; IV. Očvršćivanje.

D) Ja Isparavanje; II. Otvrdnjavanje; III. Fuzija; IV. Sublimacija.

HEJ. Isparavanje; II. Sublimacija; III. Fuzija; IV. Očvršćivanje.

Razlučivost

Alternativa A.

I - Sublimacija: Mothballs je nepolarni spoj s vrlo visokim vrelištem. Ovaj spoj prelazi iz krutog u plinoviti bez prolaska kroz tekuće stanje.

II.

III - Isparavanje: Voda koja ostaje u plamenom spremniku prolazi kroz povišenje temperature. Tačka ključanja vode je 100 ° C, pa kad sustav dosegne ovu temperaturu, počet će isparavati, prelazeći iz tekućeg u kruto stanje.

IV - Topljenje: Olovo ima tačku topljenja 327,5 ° C, što je relativno visoka temperatura; međutim, otapanje olova uobičajeni je proces u industriji, koji nije ništa drugo nego prijelaz iz čvrstog u tekuće stanje.

Pitanje 2 - (Mackenzie-SP)

Analizom podataka u tablici, izmjerenih pri 1 atm, možemo reći da na temperaturi od 40 ° C i 1 atm:

A) eter i etanol su u plinskoj fazi.

B) eter je u plinskoj fazi, a etanol u tekućoj fazi.

C) obojica su u tekućoj fazi.

D) eter je u tekućoj fazi, a etanol u plinovitoj fazi.

E) obojica su u čvrstoj fazi.

Razlučivost

Alternativa B. Ako je točka ključanja točka na kojoj tvar prelazi u plinovito stanje, etanol na 40 ° C i dalje će biti u tekućem stanju. Eter ima niže vrelište, koje iznosi 34 ° C, pa će na 40 ° C biti u plinovitom stanju.

Pitanje3 - (Unicamp)Ledene sante plutaju u morskoj vodi, baš poput leda u čaši pitke vode. Zamislite početnu situaciju čaše vode i leda, u toplinskoj ravnoteži na temperaturi od 0 ° C. Vremenom se led topi. Sve dok postoji led, temperatura sustava

A) ostaje konstantan, ali volumen sustava se povećava.
B) ostaje konstantan, ali volumen sustava se smanjuje.
C) se smanjuje, a volumen sustava povećava.
D) smanjuje se, kao i volumen sustava.

Razlučivost

Alternativa B. Temperatura ostaje konstantna dok se santa leda potpuno ne otopi, jer postoji izmjena topline u potrazi za toplinskom ravnotežom između dviju faza materije. Voda je jedan od rijetkih elemenata koji priznaju različitu gustoću za različita fizička stanja istog spoja.

Vizualno možemo vidjeti da je gustoća leda niža. U slučaju sante leda i u čaši vode i leda, led ostaje na površini. To se događa zato što, kada se voda zamrzne, u procesu stvaranja leda ona dobiva volumen, ali masa ostaje ista kao kad je bila voda u tekućem stanju. Stoga, kada se santa leda otopi, volumen sustava se smanjuje.

Napisala Laysa Bernardes Marques de Araújo
Učitelj kemije