Vas fizička stanja materije odgovaraju načinima na koje se materija može pojaviti u prirodi.
Ta se stanja definiraju u skladu s tlakom, temperaturom i, prije svega, silama koje djeluju na molekule.
Materija, sastavljena od malih čestica (atoma i molekula), odgovara svemu što ima masu i zauzima određeno mjesto u prostoru.
Mogućnost predstavljanja u tri stanja: solidan, tekućina i plinovit.
Čvrsta, tekuća i plinovita stanja
U čvrstom stanju molekule koje čine materiju ostaju čvrsto povezane i imaju svoj oblik i konstantan volumen, na primjer deblo drveta ili led (voda u čvrstom stanju).
U tekućem stanju molekule već imaju manji spoj i veće miješanje, tako da imaju promjenjiv oblik i konstantan volumen, na primjer voda u određenom spremniku.
U plinovitom stanju, čestice koje tvore materiju pokazuju se intenzivno kretanje, jer kohezijske sile u tom stanju nisu jako intenzivne. U tom stanju tvar ima promjenjiv oblik i volumen.
Tako će u plinovitom stanju materija imati oblik u skladu s posudom u kojoj se nalazi, inače će ostati bezoblična, baš kao i zrak koji udišemo i ne vidimo.
Kao primjer možemo pomisliti na plinsku bocu koja ima stlačeni plin koji je stekao određeni oblik.
Promjene fizikalnog stanja
Na promjene fizičkog stanja u osnovi ovise o količini energije koju tvar prima ili gubi. Postoje u biti pet Tužba promjena u fizičkom stanju:
- Fuzija: prolaz iz kruto stanje do tekuće stanje kroz grijanje. Na primjer, kocka leda koja se izvadi iz zamrzivača topi se i pretvara u vodu.
- Isparavanje: prolaz iz tekuće stanje do plinovito stanje koji se dobiva na tri načina: grijanje (grijač), ključanje (kipuća voda) i isparavanje (sušenje odjeće na konopu za odjeću).
- Ukapljivanje ili kondenzacija: prolaz iz plinovito stanje do tekuće stanje hlađenjem, na primjer, stvaranjem rose.
- Očvršćivanje: prolaz iz tekuće stanje do kruto stanje, odnosno obrnuti je postupak fuzije koji se događa hlađenjem, na primjer, tekuće vode pretvorene u led.
- Sublimacija: prolaz iz kruto stanje do plinovito stanje i obrnuto (bez prolaska kroz tekuće stanje), a može se dogoditi zagrijavanjem ili hlađenjem tvari, na primjer suhog leda (skrutnuti ugljični dioksid).
Ostala fizička stanja
Uz tri osnovna stanja tvari, postoje još dva: plazma i Bose-Einsteinov kondenzat.
Plazma se smatra četvrtim agregatnim stanjem materije i predstavlja stanje u kojem je plin ioniziran. Sunce i zvijezde u osnovi su izrađeni od plazme.
Smatra se da je većina materije koja postoji u svemiru u stanju plazme.
Pored plazme, postoji i peto stanje materije koje se naziva Bose-Einsteinov kondenzat. Ovaj je naziv dobio jer su ga teoretski predvidjeli fizičari Satyendra Bose i Albert Einstein.
Kondenzat karakteriziraju čestice koje se ponašaju izuzetno organizirano i titraju s istom energijom kao da su jedan atom.
To stanje nije u prirodi i prvi je put proizvedeno 1995. godine u laboratoriju.
Da bi se do njega došlo, potrebno je da se čestice podvrgnu temperaturi blizu apsolutne nule (-273 ºC).
Riješene vježbe
1) Enem - 2016
Prvo, u odnosu na ono što nazivamo vodom, kada se zaledi, čini se da gledamo u nešto što je postalo kamen ili zemlja, ali kad se topi i topi.
raspršen, postaje dah i zrak; zrak, kad je izgorio, postaje vatra; i, obrnuto, vatra se, kad se sam stegne i ugasi, vraća u oblik zraka; zrak, ponovno koncentriran i stegnut, postaje oblak i magla, ali iz tih stanja, ako se dalje komprimira, postaje tekuća voda, a iz vode ponovno postaje zemlja i kamenje; i na taj se način, kako nam se čini, rađaju na cikličan način.
PLATON. Timaj-Kritija. Coimbra: CECH, 2011.
S gledišta moderne znanosti, "četiri elementa" koja je opisao Platon zapravo odgovaraju krutoj, tekućoj, plinskoj i plazemskoj fazi tvari. Prijelazi između njih sada se shvaćaju kao makroskopske posljedice transformacija podvrgnutih tvari na mikroskopskoj skali.
Osim faze plazme, ove transformacije podvrgnute tvari, na mikroskopskoj razini, povezane su s
a) razmjena atoma između različitih molekula materijala.
b) nuklearna transmutacija kemijskih elemenata materijala.
c) preraspodjela protona između različitih atoma materijala.
d) promjena u prostornoj strukturi koju tvore različiti sastojci materijala.
e) promjena udjela različitih izotopa svakog elementa prisutnog u materijalu.
Alternativa d: promjena u prostornoj strukturi koju tvore različiti sastojci materijala.
2) Enem - 2015
Atmosferski zrak može se koristiti za skladištenje viška energije stvorene u električnom sustavu, smanjujući njegov otpad za slijedećim postupkom: voda i ugljični dioksid u početku se uklanjaju iz atmosferskog zraka, a preostala zračna masa hladi na - 198 ° C. Prisutan u udjelu od 78% ove zračne mase, plinoviti dušik se ukapljuje i zauzima 700 puta manji volumen. U tom se procesu koristi višak energije iz električnog sustava koji se djelomično obnavlja tekućim dušikom, izložen sobnoj temperaturi, vrije i širi se pretvarajući turbine koje pretvaraju mehaničku energiju u energiju električni.
MACHADO, R. Dostupno na: www.correiobraziliense.com.br. Pristupljeno: 9. rujna 2013 (adaptirano).
U opisanom procesu, višak električne energije skladišti
a) širenje dušika tijekom vrenja.
b) apsorpcija topline dušikom tijekom vrenja.
c) izvođenje radova na dušiku tijekom ukapljivanja.
d) uklanjanje vode i ugljičnog dioksida iz atmosfere prije hlađenja.
e) otpuštanje topline iz dušika u okolinu tijekom ukapljivanja.
Alternativa c: izvođenje radova na dušiku tijekom ukapljivanja.
3) Enem - 2014
Porast temperature voda rijeka, jezera i mora smanjuje topljivost kisika, čime se ugrožavaju različiti oblici vodenog života koji ovise o ovom plinu. Ako se ovaj porast temperature dogodi umjetnim putem, kažemo da postoji toplinsko onečišćenje. Nuklearne elektrane, po samoj prirodi procesa proizvodnje energije, mogu uzrokovati ovu vrstu zagađenja. Koji je dio ciklusa proizvodnje energije nuklearnih elektrana povezan s ovom vrstom zagađenja?
a) Rascjepljivanje radioaktivnog materijala.
b) Kondenzacija vodene pare na kraju postupka.
c) Pretvorba energije iz turbina pomoću generatora.
d) Zagrijavanje tekuće vode za stvaranje vodene pare.
e) Otpuštanje vodene pare na lopaticama turbine.
Alternativa b: Kondenzacija vodene pare na kraju postupka.
Pogledajte i:
- Formule iz fizike
- Fizičke i kemijske transformacije
- Fizikalni i kemijski fenomeni
